X선 영상은 미시 세계를 바라보는 새로운 과학의 창을 제공한다. X선의 강한 투과력은 사물 내부를 높은 해상도로 관찰할 수 있게 한다. 때문에 신소재, 물리, 화학, 생명과학, 생의학 등 최첨단 과학분야에서 X선 영상의 중요도는 날로 높아지고 있다. 실제로 최근 네이처, 사이언스 등 세계적인 과학잡지엔 X선 영상 관련 성과가 주요 논문으로 잇따라 발표되고 있다. 거대한 흐름이다.
이 가운데 포스텍 제정호 교수가 이끄는 엑스선영상연구단은 세계 연구 그룹과 협력과 경쟁을 병행하며 주목할 만한 성과를 내놓고 있다.연구단은 최근 방사광 가속기 분야의 세계적인 권위자인 마가리톤도 교수(스위스 로잔공대 부총장), 후 교수(대만 중앙연구원)와 국제 컨소시엄을 구성했다. 이 같은 협력을 통해 포항방사광가속기,대만중앙방사광가속기,스위스방사광가속기,미국방사광가속기(APS)에 X선 영상 전용 빔라인을 갖췄다. 각 연구단이 인접 연구단과 어깨를 나란히 하며 국제공동연구를 추진할 수 있는 여건이 조성된 것이다.
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| 마가리톤도 교수 |
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| 후 교수 |
제정호 교수 연구단의 움직임은 두드러진다. 연구를 시작한 이래 꾸준한 성과를 내놓고 있다. 지난 2002년 전기도금의 실시간 영상 결과를 네이처에 세계 최초로 발표해 관련 학계의 주목을 끌었다. 전기도금 중에 결함이 생기는 원인을 처음으로 밝혀낸 것.
지난 2004년에는 조영제를 주입하지 않고 미세혈관을 첫 촬영, 생의학 분야의 새로운 장을 열었다. 일반적으로 혈관은 조영제를 주입해야만 볼 수 있지만 위급한 심장질환 환자에게 그 같은 시술은 굉장히 위험한 일이다. 따라서 조영제 없이 미세혈관을 촬영할 수 있다는 건 학계에서 커다란 기술적 진보로 받아 들여졌다. 연구 결과는 같은 해 국제의학생물물리학회지(Physics in Medicine and Biology)에 발표돼 해당연도에 가장 많이 다운로드 된 논문 및 2004년 하이라이트 논문으로 선정됐다. 이 같은 성과는 네이처에도 상세히 소개됐다. 최근엔 암 조직 주위에서 혈관이 생성되는 것까지도 자세히 관찰할 수 있게 됐다.
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| 나뭇잎 숨구멍과 표피세포의 3차원 구조 | 연구단은 최근 또 다른 도전에 나서고 있다. 사물의 내부뿐만 아니라 기능적 특성까지도 동시에 분석이 가능한 연구분야를 개척하고 있다.‘X선 기능 영상’이다. 이 프로젝트는 이론 연구, X선 영상기술의 융합, 그리고 나노소재 및 생의학 영상에의 응용 등을 포괄하고 있다. 물리, 화학, 생명공학 등 다양한 과학 분야들 간 결합 노력이 무엇보다도 중요하다.
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| 밝은 장 X선 영상기법 세계 최초 개발(SiC 단결정 내 결함 규명. Applied Physics Letter 표지 논문) |
그 첫 번째 연구 성과로서 최근 물질 내부 미세구조와 원자단위 결함을 동시에 관찰할 수 있는 새로운 개념의 X선 현미경 기술을 개발하는 데 세계 최초로 성공했다. 이 성과는 2006년 국제응용물리학회지(Applied Physics Letters) 표지 논문으로 선정, 발표됐다. 앞으로 X선 영상 기술은 나노과학과 생명과학의 발전을 견인하고 나아가 과학의 새로운 지평을 열 수 있을 것으로 기대된다.
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