나노기술 및 정책 정보

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미국 캘리포니아 대학 샌디에고 캠퍼스의 Oscar Vazquez-Mena 교수 연구팀은 2차원 나노물질을 다음 차원으로 끌어 올리고 있음. 환경 모니터링, 에너지 수확 및 생물 의학 응용을 위한 완전히 새로운 세대의 장치를 만들기 위해 서로 다른 나노 크기의 재료를 3D로 통합하는 데 중점을 둠.

그래핀과 양자점이라고 하는 반도체 나노입자를 결합하여 인간의 눈에는 보이지 않는 적외선 및 자외선과 같은 다양한 파장의 빛을 볼 수 있는 장치를 만드는 것임. 다중 스펙트럼 광 검출기라고 하는 이러한 장치를 사용하면 카메라로 감염, 유독 가스 및 유해 방사선 사진을 찍을 수 있음. 식품 품질 또는 오염 확인; 공기와 수질을 모니터링함. 또한 밤과 안개가 끼었을 때 시력을 도울 수 있음.

연구진은 이러한 장치를 초박형으로 만들기 위한 접근방식을 이용하며, 나노물질로 작업하고 있기 때문에 원칙적으로 1 마이크로 미터 정도의 매우 얇은 광 검출기를 설계할 수 있음. 이 광 검출기는 스마트 폰 및 기타 모바일 장치에 쉽게 통합되어 실험실 외부에 편리하게 배치할 수 있음.

연구진은 또한 나노구조를 쌓아 초음파가 두개골을 통과하고 인간 두뇌의 비 침습적 이미징 및 자극을 수행할 수있는 3D 어레이도 구축하고 있음. 이러한 기술은 두개골을 열거나 뇌에 와이어와 임플란트를 삽입하지 않고도 뇌 질환과 외상을 치료하는 데 유용함. 또한 의사가 값비싼 MRI 스캔을 수행하지 않고도 환자의 뇌 외상을 신속하게 진단할 수 있음.

두개골을 통해 뇌로 초음파를 얻는 것은 쉬운 일이 아님. 인간의 두개골은 상대적으로 두껍고 밀도가 높기 때문에 초음파가 뇌로 전달되기 전에 반사하거나 흡수함.

이 장벽을 통과하기 위해 연구진은 두개골에 의해 생성된 반사를 취소하고 본질적으로 이를 통과하도록 초음파를 리디렉션 할 수 있는 나노구조로 구성된 메타 물질이라고 하는 특수한 종류의 물질을 엔지니어링하고 있음. 메타 물질은 실리콘 질화물, 마이크로 음향 공동 나노 크기의 얇은 막으로 이루어짐. 두 구성 요소는 3D 배열로 함께 배열되어 기존 재료로는 불가능한 방식으로 음파를 조작할 수 있음.