한국기초과학지원연구원은 한철수 박사 연구팀이 전량 수입에 의존하던 '투과전자현미경' 국산화에 성공했다.

투과전자현미경은 높은 에너지로 가속된 전자를 시료에 쪼여 시료 내부 구조까지 영상화해 분석할 수 있는 장비이다.

일본과 미국 4개 제조업체가 세계 투과전자현미경 시장의 97%를 점유하고 있다.

국내 수입 규모는 1천500억원으로, 기초과학 연구 분야 핵심 장비 중 가장 높은 수준이다.

▲ 텅스텐 필라멘트 투과전자현미경.

한 박사팀이 개발한 투과전자현미경은 나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 수준의 분해능(식별 능력)을 갖췄다.

연성 재료 관찰에 적합한 30㎸(킬로볼트)급으로, 낮은 전압에서 세포 등 생체 시료와 그래핀 등 연성 소재를 분석할 수 있다.

▲ 전계방출 투과전자현미경으로 관찰한 생쥐 잇몸 조직 시료 이미지.

연구팀은 국내 연구 장비 업체에 기술이전을 추진해 상용화할 계획이다. 투과전자현미경 활용을 위한 플랫폼도 함께 개발, 구성품에 대한 신뢰성 평가도 지원한다.

한철수 박사는 "2025년까지 60㎸급 수차 보정 투과전자현미경 개발을 목표로 핵심 요소기술에 대한 연구를 진행할 계획"이라고 말했다.

이번에 개발된 국산 투과전자현미경은 텅스텐 필라멘트를 전자원으로 사용하는 모델과 텅스텐보다 밝고 수명이 긴 고급형 전계방출 전자원 모델이 있다.

장비 개발에는 5가지 방향의 기울기를 자유자재로 구현해 시료의 원하는 지점을 관측할 수 있는 '5-자유도 시료 스테이지', 많은 시료를 한꺼번에 자동 분석할 수 있는 '복수 시료 교환 장치' 등 기술이 쓰였다.

시료를 움직여 관측이 쉽도록 돕는 '고니오미터', 시료 형상을 디지털 이미지로 변환하는 '전자빔 영상 검출기' 등도 핵심 기술이다.

윤승훈 기자  press@jeonpa.co.kr

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