한국과학기술원(KAIST) 바이오시스템학과 조영호교수팀(과학기술부 창의적연구진흥사업단 디지털나노구동연구단)은 초극미세 사람근육의 구조와 동작원리를 응용한 디지털 나노구동기를 개발했다고 23일 발표했다.

사람의 생체근육은 최소 구성단위인 액틴(Actin)과 미오신(Myosin) 조직에서 발생하는 나노미터 크기의 단위구동을 직병렬로 연계해 필요한 운동을 만들어내고 있다. 이번에 개발된 나노구동기는 이런 근육의 움직임을 공학적으로 모방, 정전기를 이용하는 형태의 디지털 구동기로 나노미터 크기의 정교한 운동을 발생시킬 수 있다.

디지털 나노구동기는 실리콘으로 만들어졌으며 전체 크기가 1.2mmX1.2mm로 쌀알 크기보다 작고 약 5.46 마이크로미터(1마이크로미터는 100만분의 1미터)의 운동범위 내에서 12.4나노미터(1나노미터는 10억분의 1미터) 정도의 움직임을 1초당 7천200회 발생시킬 수 있다.

따라서 디지털 나노구동기는 극소형이면서도 광자의 저손실, 고도의 제어가 필요한 고속 광통신기, 고밀도 광저장장치, 고화질 디스플레이 등 차세대 IT산업에서 5배 이상의 성능을 향상시킬 수 있다고 연구팀은 설명했다. 또

한 단백질이나 DNA 등 바이오물질을 정교하게 다루는데 필요한 최첨단 의약 및 의료산업, 나노물질의 제어와 조합을 위한 나노제조산업 등 고부가가치 신산업 분야에도 폭넓게 활용할 수 있다. 특히 광 교환기 등의 광 관련 제품에는 곧바로 적용할 수 있을 것으로 보인다.

그동안 나노미터 정도의 구동기 개발은 극미세 영역에서의 전기적 잡음, 제조공정의 오차, 물성의 불확정성 등에 관한 과학기술적 한계로 인해 실현되지 못했다.

조 교수팀은 나노구동기의 나노운동 감지를 위해 나노운동 감지능력을 향상시킨 나무가지 모양의 전극구조를 가진 정전용량형 나노운동 감지기(전체 크기 2mmX2.2mm)도 함께 개발했다고 덧붙였다. 연구팀은 이 기술 개발과 관련, 4건의 국내 특허를 이미 출원했으며 세계적 학술지에 게재할 계획이라고 설명했다.

조영호 교수는 "이번 디지털 나노구동기는 발상의 전환을 통해 이뤄진 것"이라며 "IT, BT, NT 등 융합분야에서 새로운 원천기술을 발굴할 수 있는 가능성을 입증했다"고 말했다.

한편 디지털 나노구동단은 지난 2000년 10월 과학기술부 창의적연구진흥사업단으로 선정되었으며 극미세 생명체의 구조와 동작원리에 대한 지식을 기반으로 연구활동을 벌이고 있다.

연구단에는 4명의 박사급 연구원과 7명의 박사과정,6명의 석사과정연구원 등 21명의 인원이 포진해 있다.

042-869-8691