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2013년 8월 7일 수요일

미니 리자 ? 30 미크론 모나리자



 이전 포스트들을 통해 몇 차례 소개드린바 있지만 여러가지 목적으로 아주 작은 크기의 그림이나 사진을 제작하는 기술이 선보인 바 있습니다. 주로는 새로운 기술의 시연 목적인 경우가 많은데 이번에 조지아텍 (Georgia Institute of Technology ) 의 연구자들 역시  ThermoChemical NanoLithography (TCNL) 라고 불리는 새로운 공정의 데모 목적으로 아주 유명한 명화를 미시 세계로 옮기는 데 성공했다고 합니다. 이들이 그린 것은 폭 30 미크론 (Micron) 이 모니리자 (Mona Lisa) 로 미니 리자라고 불러도 될 만한 것입니다. 




(30 미크론 폭의 모나리자 그림. 미니 리자라고 부를 수 있는 작은 크기로 일반적인 체세포 보다 좀 큰 크기  Mini Lisa. The world's most famous painting has now been created on the world's smallest canvas. Researchers at the Georgia Institute of Technology have "painted" the Mona Lisa on a substrate surface approximately 30 microns in width -- or one-third the width of a human hair. (Credit: Image courtesy of Georgia Institute of Technology))  


 조지아 공대의 케이스 캐롤 Keith M. Carroll 과 동료들은 TCNL 기술을 사용해서 픽셀 하나의 크기가 125 나노미터 (nm) 인 그림을 미시세계에 그려넣었습니다. 가열된 작은 탐침을 이용해서 개별적인 화학 반응을 유도하는 방식으로 명암을 넣었는데, 열을 더 가할 수록 화학 반응을 더 유도해서 색이 옅어지고 반대로 열을 적게 가하면 색이 짙은 색으로 남게 된다고 합니다. 이 반응을 단계별로 정밀 유도하는 것이 이 기술의 핵심이며 명도를 정확하게 조절해 그림을 그릴 수 있다는 것이 연구팀의 설명입니다.


 물론 미크론 크기의 그림을 그리는 것이 TCNL 의 목적은 아닙니다. 연구의 리더인 제니퍼 커티스 교수 (Jennifer Curtis, an associate professor in the School of Physics ) 는 이 기술을 사용해 아주 미세한 크기의 patterning gradients  를 만들 수 있으며 새로 생성되는 화합물은 본래 화합물에 비해 매우 유용한 특징을 가진 물질 - 예를 들어 그래핀 같은 - 로 바뀔 수 있다고 지적했습니다. 따라서 향후 이 기술이 나노 엔지니어링 (nanoengineering), 광전자 (optoelectronics), 바이오엔지니어링 (bioengineering) 등 여러 분야에 응용될 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 


 또 그 원리상 일종의 나노 스케일 프린팅이 가능해 질 수 있습니다. 생각해 보면 프린팅과 다를 것도 없기 때문이죠. 예를 들어 웨이퍼 위에 전통적인 리소그래피 방식 으로 회로를 새기는 것은 복잡하고 동일한 회로를 대량 생산할 때 유용하지만 각각의 커스텀 회로를 소량 만들 때는 이런 방식이 더 유용할 수도 있겠다는 생각입니다. 조지아텍의 연구팀은 다섯개의 열 탐침 (thermal cantilevers) 를 하나의 기기에 설치해 빠른 속도로 인쇄 처리가 가능한 기술도 개발 중에 있다고 합니다. 과연 미래에는 전통적인 리소그래피 방식에 더해 나노 프린팅이 가능할지도 궁금해지는 소식입니다.



 참고 

Journal Reference:

  1. Keith M. Carroll, Anthony J. Giordano, Debin Wang, Vamsi K. Kodali, Jan Scrimgeour, William P. King, Seth R. Marder, Elisa Riedo, Jennifer E. Curtis. Fabricating Nanoscale Chemical Gradients with ThermoChemical NanoLithographyLangmuir, 2013; 29 (27): 8675 DOI:10.1021/la400996w




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