광고 창닫기

탄소나노튜브로 '오바마 대통령' 만들다

[지금 해외에서는]남극상공 오존층 구멍 확대


미시간 대학의 존 하트 교수는 탄소 나노튜브와 주사 전자 현미경을 이용해 머리카락보다 10배 더 작은 바락 오바마의 얼굴을 만들었다. 각각의 얼굴은 고온 화학 반응에서 성장한 수직으로 정렬된 수백만 개의 탄소 나노튜브로 구성됐다.

탄소 나노튜브는 매우 작은 탄소의 공동 실린더 모양으로 돼 있다. 탄소나노튜브의 지름은 머리카락보다 수천 배 더 작고 강철보다 몇 배 더 강하고 단단하다. 탄소나노튜브는 얼굴· 글자·깃발 등의 모양으로 돼 있는 정렬된 나노크기 금속 촉매 입자 패턴을 사용해 고온 화학 반응으로 성장시켰다.

각각의 얼굴은 나무로 이루어진 숲처럼 기판 위에 수직으로 서 있는 수백만 개의 평행한 나노튜브로 구성됐다. 각각의 나노튜브를 지름이 0.3미터인 나무로 가정하면 이들은 1 시간에 500 마일(800 킬로미터)로 성장하게 될 것이다. 이 나노바마 얼굴 크기는 대략 0.5 밀리미터이거나 머리카락 폭의 약 10배 정도다.
 
◆'나노바마'를 만드는 방법 1. 바락 오하마의 이미지를 선 그림(line drawing)으로 변환시킨다. 2. 그림을 축소시키고 레이저 시스템을 사용해서 유리판(마스크) 위에 인쇄한다. 3. 포토리소그래피(photolithography) 방법으로 폴리머 위에 패터닝(patterning)하기 위해서 실리콘 기판 위에 있는 폴리머 박막에 마스크를 통해서 자외선을 쬐어 준다. 4. 나노튜브를 성장시키기 위해서 웨이퍼 위에 촉매 나노입자인 “시드(seed)" 층을 코팅한다. 5. 나노바마의 모양에서 촉매 시드를 남기고 남아 있는 폴리머를 제거한다. 6. 고온 노(furnace) 속에 탄소가 포함된 가스를 채우고 그 속에 웨이퍼를 놓음으로서 촉매 패턴에 탄소나노튜브를 성장시킨다. 7. 전자 현미경이나 광학 현미경을 사용해서 육안으로 그림을 볼 수 있도록 사진을 찍는다.
[전문바로가기]

◆남극상공 오존층 구멍 확대
ⓒ2008 HelloDD.com


남극의 오존구멍은 현재 남아메리카 정도 크기로 지금까지 관측 결과 중 다섯 번째로 큰 크기다. 미국정부의 국립 해양기상청 과학자들은 9월 12일에 최대 규모가 되었으며 1050만 평방마일로 확장됐고, 그 깊이는 4마일이었다고 밝혔다.

NOAA의 국립환경예측센터의 기상학자인 크레이그 롱은 "이들 화학물은 현재 줄어들고 있지만 낮은 대기에서 성층권으로 올라가는 데까지 몇 년이 걸릴 것이며 극 지역으로 이동하게 된다"며 "이들은 전형적으로 대기에서 40년에서 100년 정도 남아있게 되므로 성층권의 CFCs의 수준은 2000년대 초에 최고점에 이른 이후에 겨우 몇 퍼센트만 줄어들었을 뿐"이라고 말했다.

지난 5월부터 남극은 24시간 동안 암흑기간으로 돌입하면서 차갑고 안정된 공기의 소용돌이가 남극근처에서 일어나 CFCs가스를 남극대륙상공으로 고립시켰다. 남반구의 봄 기간에 태양빛이 돌아오는 8월에 태양의 자외선은 이 소용돌이 안에서 화학반응을 일으켰으며 이로 인해 오존이 소비됐다.

보다 차갑고 좀 더 고립된 공기가 이 소용돌이 안에 존재할수록 이 화학물은 파괴적으로 변화하며 12월까지 남반구의 여름은 상황을 바꾼다. 이에 소용돌이는 붕괴되고 오존이 다시 복구되어 다음 겨울까지 지속될 것이다. [전문바로가기]

◆AIDS 발생서 '타입I 인터페론' 역할

인간의 HIV 감염은 침팬지 원숭이에게 전염된다는 것이 명확해졌다. 인간에게 발생 빈도가 좀더 낮은 HIV-2는 긴 꼬리 원숭이에서 발견되는 SIV로부터 유래된 것으로 추측된다. 그러나 이 바이러스는 긴 꼬리 원숭이에게 치명적이지 않다.

네이처 메디슨 최신호에는 긴 꼬리 원숭이에서 SIV에 대한 선천성 면역 반응이 AIDS 발달과 관계돼 있는 과다한 면역반응 활성화를 조절한다고 발표됐다. 미국 에머리 의과대학의 마크 비 페인버그 연구팀은 HIV-1 감염에서 관찰되는 면역 활성화에서 타입I 인터페론의 역할에 초점을 맞췄다.

연구팀은 긴 꼬리 원숭이에서는 SIV 바이러스의 감염에 대해 분비되는 인터패론 알파의 양이 SIV 바이러스 감염에 치명적인 붉은 털 원숭이보다 훨씬 적게 분비되는 현상을 관찰했다. 이번 연구는 인터페론 알파의 신호 기작이 긴 꼬리 원숭이의 면역 활성화에서 중요한 역할을 하고 이러한 현상은 인간에서도 동일하게 발생할 것으로 연구팀은 예상하고 있다.

현재 사용 중인 항 HIV약물이 면역 활성화를 유도하는 바이러스의 복제를 제거한다는 점을 고려할 때 인터패론 알파가 유도하는 병리학적 과정을 이해하는 것은 항바이러스 치료에 걸리는 시간을 줄이는데 유용한 근거를 제공할 것으로 기대된다. [전문바로가기]

◆좌표 측정기용 표준 개발

물체를 3차원적으로 측정, 크기나 형태를 측정하는 '좌표 측정기'는 다양한 제조 현장에 이용된다. 좌표 측정기를 사용해 올바른 측정을 하기 위해서는 정확한 값을 알고 있는 '표준'을 사용해 측정기를 교정해야 한다. 일본 산업기술 종합연구소는 이 교정에 홀 플레이트라고 불리는 표준을 사용하는데, 고도의 3차원적 좌표 보정을 하고 있다.

교정에는 수일의 시간이 걸리고 교정 작업 중에 홀 플레이트가 온도 변화에 의해 신축되면 정확한 교정을 할 수 없다. 또 교정 중에는 홀 플레이트를 다양한 방향으로 두는데 이 때 홀 플레이트가 튀어 버리면 역시 교정의 결과가 정확하지 않게 된다.

때문에 열에 신축되지 않고 굴곡이 적은 재료로 만들어진 홀 플레이트가 필요하다. 열팽창하지 않고 지금까지 사용하고 있던 특수 유리보다 굴곡이 적은 홀 플레이트를 일본 내에서 제조할 수 있게 됐다. 교정에 필요한 표준을 국내에서 입수하기 쉬워짐에 따라 좌표 측정기의 고도 교정법이 용이해질 것으로 기대된다. [전문바로가기]

[자료출처 : 한국과학기술정보연구원 해외과학기술동향]
 
독자의견
로그인 독자분들의 소중한 의견은 과학과 국민을 잇는 밑거름이 됩니다
0/ 300자