[와우! 과학] 세포만큼 작은 ‘초미세 3D 격자구조물’ 탄생

오늘날 미세 가공 기술을 발전은 이미 나노미터 단위까지 발전했다. 이제는 리소그래피 기술을 이용해서 나노미터 크기의 반도체 회로를 만드는 것은 물론이고 이제는 3차원적으로 초미세 구조물을 만드는 일도 가능하다.

카를스루에 공과대학의 얀스 바우어 박사 등이 저널 네어처 메터리얼에 발표한 새로운 기술은 기존의 3차원 미세 구조물 제작 기술을 한 단계 더 끌어올려 극한에 경지에 다다른 기술을 보여주고 있다.

연구팀이 3D 레이저 리소그래피(3D laser lithography)을 응용해서 만든 3차원 격자 구조(3D lattice structure)물은 200나노미터(nm) 두께의 기둥으로 제작되어 있으며 전체 크기도 10마이크로미터(µm)에 불과하다.

물론 반도체 제작에 사용되는 리소그래피 공정은 더 미세 구조물을 만들 수 있지만, 이렇게 세포 하나 크기의 3차원 구조물을 만드는 일은 가능하지 않았다. 연구팀의 설명에 의하면 이는 역대 가장 작은 격자 구조물(smallest lattice in the world)이다.

연구팀은 이를 위해 일단 3D 레이저 리소그래피(3D laser lithography)로 원하는 구조물을 만들고 다시 섭씨 900도로 가열하여 미세 구조물을 열분해(pyrolysis)시키는 방식을 사용했다.

유리상 탄소(glassy carbon) 재질을 제외한 다른 물질이 분해되면 남은 3차원 구조물은 수축하면서 동시에 매우 단단하고 가벼운 구조물이 된다. 공동 연구자인 이 대학의 올리버 크라프트 교수에 의하면 다이아몬드만이 더 단단함을 지닌 고체일 뿐이다.

앞으로 연구팀은 이 기술이 높은 강도를 지닌 여러 가지 초미세 3차원 구조물을 만드는 데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다.

고든 정 통신원 jjy0501@naver.com