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'[금과터]5/4(금)우리는 얼마나 작게 어디까지 볼 수 있을까?' 글 입니다.

[금과터]5/4(금)우리는 얼마나 작게 어디까지 볼 수 있을까?

분류 : 공동체 명 부서명 : 부서 명 작성자 : 관리자 작성일자 : 2018.05.03

조회수 40010

첨부파일 : No File!

○강 연 일: 2018년 5월 4일(금)


○강 연 자: 김 규 정교수(부산대학교 광메카트로닉스공학과 광생체공학연구실)



그림 1 부산대학교 김규정 교수팀이 연구한 세포 내 바이러스 이미지   그림 2 부산대학교 김규정 교수팀이 찍은 나노구조위의 암세포 이미지

 

연구배경

- 생명의 근원에 대한 관심이 높아지면서 우리는 그 동안은 관심조차 보이지 않았던 작은 세상에 대해 관심을 가지기 시작하였습니다. 사람들은 더 작게, 더 작게 보고 싶어 하기 시작했고, 이를 위해서 다양한 영상 장치들이 개발되고 있습니다. 현재 우리는 어느 정도까지 볼 수 있으며, 앞으로 어디까지 볼 수 있을지는 매우 흥미로는 연구주제가 되었습니다. 기존에 실험실에서 쓰는 현미경을 이용해서 우리가 어떠한 생명체를 관찰하고자 할 때 더 크게 보고 싶으면 배율이 높은 렌즈를 사용하게 됩니다. 배율이 높으면 높을수록 더 이미지를 크게 볼 수 있게 됩니다. 그러면 이 배율은 무한정 높힐 수 있는 것일까요? 렌즈를 여러 개를 이어 붙여 배율을 계속해서 높힌다면 과연 우리는 무엇을 볼 수 있을까요? 안타깝게도 배율을 계속해서 높인다고 해서 그동안 보지 못했던 매우 작은 물질을 관찰한다는 것은 불가능합니다. 이 이유를 물리학적으로 회절 한계라고 부르게 되는데 이 원리를 잘 이해한다면 기존 현미경 방법으로는 관찰할 수 없었던 매우 작은 물질들을 관찰할 수 있는 새로운 현미경 방법을 개발할 수 있지 않을까요? 우리 연구팀에서 진행하는 연구가 바로 이러한 목표를 달성하기 위한 연구입니다.

 

강연 소개

물리학적으로 이미지 해상도를 정의하는 방법에 대해서 먼저 이야기 하고자 합니다. 고해상도 이미지라는 뜻이 무엇인지 정확히 파악해보고 우리 눈이 가지고 있는 능력에 대해서도 한번 생각해 보고자 합니다. 현재 주변에서 볼 수 있는 많은 현미경들은 이미지 해상도를 무한정 늘릴 수 없고 매우 작은 (나노 단위) 단위의 물질들을 이미징 하는 데는 기본적인 한계를 가지고 있습니다. 이 한계는 이전에는 도저히 극복을 할 수 있는 자연적인 한계라고 생각을 했지만 많은 연구자들이 이 한계를 뛰어 넘기 위해 많은 연구를 진행해 왔습니다.

 

이 한계를 뛰어넘는 현미경 방법이 바로 현재 초고해상도 이미징 기법이라고 부르는 기술인데, 이러한 연구 결과들은 2014년도에 노벨 화학상을 받으면서 많은 스포트라이트를 받게 되었습니다. 이 강연에서는 초고해상도 이미징 기법을 만들어내는 원리 중에 나노 구조를 이용한 방법에 대해서 이야기 해보고자 합니다. 나노 구조를 이용해서 빛을 매우 작게 포커스 시키고 그 포커스 된 빛으로 나노사이즈의 입자들을 관찰하게 되는 것입니다. 이러한 원리에 대해서 이해를 같이 해보고 기존에는 보지 못했던 매우 작은 범위 내에서의 생물학적 특성을 실험 결과 동영상을 통해서 직접 보고자 합니다.

 

마지막으로 이러한 기술이 나아갈 방향에 대해서도 이야기 하고 어느 분야에 어떻게 쓰이게 될지에 대해서도 본 강연을 통해 이야기 하고자 합니다.

 

연구팀 및 연구 소개

- 부산대학교 광생체공학연구실의 김규정 교수 팀은 초고해상도 현미경 기법으로 세계적으로 저명한 저널에 여러편의 대표 논문을 게재 하였습니다. 또한 이 현미경 기법의 핵심 기술이라 할 수 있는 플라즈모닉 기술 (혹은 메타 기술)을 이용하여 미래소재디스커버리 사업을 진행하고 있습니다. 다양한 생물학적 현상을 이 기술을 이용해 분석하고 해석하고 기존에는 알지 못했던 나노사이즈의 다양한 현상에 대해서 분석하고 있습니다.