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세계 빛의 날, 광학기술 어디까지 왔나?한국전기연구원, 펨토초레이저 등 의료기기 접목
이정훈 기자 | 승인 2018.05.16 11:04

세계 빛의 날, 의학·통신·에너지 생산 기술의 발전을 이끈 광학기술 중요성 알리기 위해 유네스코(UNESCO)는 지난해 11월 ‘세계 빛의 날(International Day of Light)’ 제정을 선포했다. 매년 5월 16일을 ‘세계 빛의 날’로 기념하기로 한 것이다.

2015년 ‘세계 빛의 해(IY2015)’가 큰 호응을 얻자 그 연장 선상에서 광학과 광기술의 중요성을 인식시키기 위한 것으로 풀이된다.

‘세계 빛의 해’는 빛을 기반으로 하는 과학기술이 인류에게 얼마나 중요한지 그 인식을 국제적으로 높이는 UN의 기념행사였다.

세계 빛의 날이 5월 16일로 지정된 것은 물리학자이자 기술자인 시어도어 메이먼(Theodore Maiman)이 1960년에 레이저를 성공적으로 작동시킨 날을 기념했다. 인류가 처음으로 빛을 제어했다는 데에 의미를 부여했다. 

유네스코는 레이저라는 과학적 발견이 인류의 커뮤니케이션과 건강 관리 향상을 비롯해 다른 많은 분야에서 사회에 혁명적인 이익 준 완벽한 예라고 판단하고 있다.

더 나아가 레이저와 과학에 그치는 것이 아니라 예술, 문화, 엔터테인먼트 등 빛이 존재하는 곳이라면 무엇이든지 다룰 예정이다.

빛은 시각과 공연 예술, 문학 등 인류의 문화에 큰 영향을 미쳤다.

유네스코는 빛을 통해 과학과 문화 사이 사이의 경계를 허무는 중요한 다리 역할이 될 것을 기대하고 있다.

빛은 또한 인류가 과학을 이해하고 기술을 발전시키는 중심에 있다.

수 세기에 걸쳐 이븐 알 하이텀(Ibn Al Haytham)에서 아인슈타인(Einstein)에 이르기까지 모든 과학계의 주요 인물들이 빛과 빛의 특성에 대한 연구 진행했고, 이는 과학의 모든 분야에 혁명을 일으켰다.

감마선에서 전파에 이르는 빛의 스펙트럼은 우주의 기원에서부터 우리 사회를 형성한 기술에 이르기까지 광범위하고 가까운 통찰력을 제공했다.

나노 전자 공학, 양자 광학, 초소형 과학 등과 같은 분야의 첨단 연구는 새로운 근본적인 발견을 고무시키고 새로운 과학적 영역을 개척하고 있다.

광학과 빛을 기반으로 하는 기술은 정보에 대한 접근을 제공하고 지속 가능한 발전을 촉진하며 삶의 행복과 수준을 높였다.

많은 광학 기술의 응용은 의학, 통신, 에너지 생산 기술의 발전을 이끌었다.

특히, 현대인이 가장 많이 사용하는 스마트폰과 같은 첨단 기술을 비롯해 인터넷 등 통신할 수 있는 광섬유 기술에 이르기까지 빛은 과학, 기술, 산업 그리고 삶에서 떼려야 뗄 수 없는 밀접한 관련성을 갖고 사회의 발전에 긍정적인 영향을 미치고 있다.

펨토초 레이저

▶현재 진행 중인 우리나라의 빛 연구(광기술) 현황은...
  
그렇다면 국내에서 진행하고 있는 광기술(빛 연구)는 어떤 것이 있을까.

과학기술정보통신부 산하 정부출연연구기관 한국전기연구원(KERI)에서는 지난 2015년 친환경적이면서 초미세 영역에서 가공이 가능한 극초단 레이저 기술을 개발해 관련 업계에 기술이전한 바 있다.

펨토초(femto second) 레이저는 1000조분의 1초(10~15초)라는 극히 짧은 펄스폭을 갖는 레이저를 말한다.

펨토초 레이저의 경우 이제 막 산업용 장비에 도입하는 단계다. 기존의 나노초 레이저나 연속파 레이저에 비교해 펄스폭이 짧고 첨두 출력이 세기 때문에 광범위한 분야에 적용이 가능한 미래 산업 기본 기술로 인식되는 기술이다.

한국전기연구원이 세계 최고 수준의 펨토초 레이저 광원 제작 기술을 보유함으로서 미국, 독일, 일본 등 글로벌 기업들과의 펨토초 레이저 및 응용기술 경쟁에서 우위를 점하는 한편, 반도체, 디스플레이, 태양전지, 발광반도체 등 다양한 산업분야에서 차세대 초미세 레이저 가공 응용성도 확보했다.

또, 빛을 이용해 암의 진단과 치료가 가능한 의료기기 기술도 개발되고 있다. 한국전기연구원 광학의료기기연구팀이 개발한 ‘복강경 기반 형광영상 광역학 치료 기술’이 대표적이다.

이 기술은 고출력 LED 광원과 반도체 레이저를 이용해 빛으로 암을 정확하게 진단하고 표적 치료할 수 있는 차세대 암치료 기술이다.

의료계 현장 수요를 출연연구기관이 적극 반영해 개발한 사례로 이 기술을 활용하면 부작용을 최소화하면서 보다 효율적으로 암을 진단·치료할 수 있다.

생존율이 매우 낮은 췌장암과 담도암의 치료 효과를 크게 높일 것으로 기대하고 있다.

한국전기연구원은 이외에도 첨단 광학기술과 상용화 기술을 응용해 고해상도 전자 내시경, X선 영상기기, 광기반 수술가이드용 영상기기, 의료용 펨토초 레이저, 암치료용 LINAC, 표적지향적 광치료 시스템 등 다양한 첨단 의료기기 연구를 진행하고 있다.

유네스코는 ‘세계 빛의 날’을 맞아 일상 생활에서의 빛의 역할을 축하하기 위해 유네스코 사무 총장을 비롯해 저명한 과학자들이 대거 참여하는 행사를 개최한다.

2017년 캘리포니아 공과 대학 물리학 노벨상을 수상한 킵 손과 1997년 노벨 물리학 상을 수상한 프랑스의 클로드 코엔 타누지 등 과학자들은 빛을 기반으로 한 기술이 의학, 교육, 농업, 에너지 분야에서 인류가 당면한 시급한 과제에 어떻게 기여할 수 있는지를 논의한다.

복강경 기반 형광영상 광역학 치료 기술

▶한국전기연구원, 국내 대표 정부출연연구기관으로 성장

한국전기연구원은 과학기술정보통신부 국가과학기술연구회 산하 정부출연연구기관이다.

1976년 국가공인시험기관으로서 첫 출발한 이후 2017년 기관평가에서 우수 등급을 획득하는 등 최고 수준의 전기전문연구기관이자 과학기술계 대표 정부출연연구기관으로 성장했다.

현재 경남 창원에 소재한 본원 외에 2개의 분원(안산, 의왕)이 있으며, 전체 직원수는 620여명에 달한다.

한국전기연구원은 실현 가능하면서도 대규모 파급효과가 기대되는 연구과제를 집중 선정해 국가사회에 기여하는 대형 성과창출을 위해 연구개발에 매진하고 있다고 밝혔다.

중심 연구분야는 차세대전력망 및 신재생에너지, 초고압직류송전(HVDC), 전기추진 및 산업응용 기술, 나노신소재 및 배터리, 전기기술 기반 융합형 의료기기 등이다.

그동안 △765kV 초고압 전력설비 국산화 △차세대 전력계통운영시스템(EMS) △원전 계측제어시스템(I&C) △한국형 배전자동화(KODAS) 기술 △펨토초 레이저 광원 기술 △자기부상열차 자기부상제어시스템 △전기차용 탄화규소(SiC) 전력반도체 공정 기술 △고압직류송전(HVDC)용 직류차단기 기술 등 공공의 이익과 관련된 분야에서 선진국들과 경쟁이 가능하고 업계가 주목하는 대형 원천기술들을 확보하는 한편, 산업계 기술이전을 통해 국가산업발전에 기여하고 있다는 평가를 받고 있다.

또한 전력기기에 대한 국가공인시험인증기관이자 세계 3대 국제공인시험인증기관으로서 세계적 경쟁력과 신뢰성을 확보하고 있다.

2011년 ‘세계단락시험협의체(STL)’ 정회원 자격을 획득했으며, 세계 최고 수준 설비와 전문인력을 바탕으로 KERI의 시험성적서가 전세계 시장에서 통용되게 함으로써 국내 중전기기업체의 해외시장 개척에 기여하고 있다.

2016년 중전기기산업계의 오랜 숙원이었던 4000MVA 대전력설비 증설을 성공적으로 마무리함으로써 국내 중전기기업체들의 시험과 관련한 애로사항을 상당부분 해소했다.

현재 보다 질 높은 시험인증서비스를 제공하기 위해 ‘통합시험운영시스템’ 구축 프로젝트를 진행하는 등 2025년까지 세계 최고의 시험인증기관으로 자리매김하기 위한 기반을 구축해가고 있다.

제13대 원장으로 취임한 최규하 박사는 국민과 함께하는 출연연구기관으로서의 공적 역할과 미래 핵심가치를 선도하는 세계최고 전문연구기관로서의 새로운 도약을 다짐하고 있다.


 

이정훈 기자  lee-jh0707@hanmail.net

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