[포항공대와 나노테크놀로지] 21세기 나노기술의 전망
[포항공대와 나노테크놀로지] 21세기 나노기술의 전망
  • 정윤하/전자 교수
  • 승인 2001.01.01 00:00
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지구촌이 전자촌이 되는 혁명적 변화 ‘성큼’

우리는 4∼5년 전까지만 해도 마이크로미터(1micrometer=1천분의 1m m) 기술을 최첨단 기술로 인식하고 있었으나, 최근에 와서는 나노테크놀로지(Nanotechnology)가 21세기의 대표적인 과학기술로 인식되어 나노테크놀로지에 대한 관심이 2000년대에 들어와서 급부상하고 있다. 물질을 구성하는 입자가 나노미터(1 nano mete r=1백만분의 1mm) 수준으로 작아지면 새로운 전자적, 광학적인 성질을 가지게 된다. 이러한 개개의 분자, 원자, 또는 분자군을 원하는 대로 옮기고 조합시켜 다양한 물성을 지닌 물질이나 소재를 만들어내는 기술, 또는 전자장치나 역학적 장치로 쓸 수 있도록 원자나 분자를 배열하는 방법이 나노기술(Nanotechnology )이다. 나노테크놀로지는 주사형 전자터널링 현미경(Scanning Tunneling Microscope : STM), 투과형 전자 현미경(Tunnelin g Electron Microscope : T EM), 주사탐침현미경(Scanning Probe Microsco pe : SPM)등 물질의 원자 수준까지 직접적으로 관측할 수 있는 최신 정밀측정기기 등의 발달로 가능하게 되었다.

현재, 나노테크놀로지는 생명 과학적인 접근과 공학적인 접근의 두 가지 큰 흐름이 있다.

생명과학적인 것은 DNA(디옥시리보핵산)나 효소, 단백질 등의 생물 기계 부품을 견본으로 만드는 기술이다. 공학적인 것은 미세전자기계시스템(Micro-Electro Mechanical System : MEMS) 기술을 이용한 마이크로머시닝(Micromachining) -마이크로 로봇, 수술용 로봇, 스마트 카드, 마이크로 기어, 마이크로 모터등 -기술로서 반도체 전자공학의 연장선상으로 반도체 기본소자를 더욱 작게 만드는 기술과의 연계성이 중요하다. 특히, 반도체 전자공학적인 측면에서 볼 때, 실리콘(Si)을 이용한 기존의 반도체 기술은 앞으로 약 15년 이내에 그 한계점에 도달할 것으로 예측됨에 따라, 새로운 나노테크놀로지를 이용한 단일전자트랜지스터(Single Electron Tra nsistor), 탄소나노튜브(Carbon Nanot ube) 트랜지스터 제작기술 등이 차세대 실리콘 소자기술을 대체할 새로운 미래 소자기술로 최근 주목을 받고 있다.

과학자들은 이러한 나노기술이 지난 20세기에 실리콘반도체기술이 전자산업에 가져온 변화와 비교되지 않을 만큼 기술적·과학적 혁신을 인류에 가져올 것이라 전망하고 있다. 즉, 나노테크놀로지의 응용분야로는 조립된 새로운 물질을 기본 골격으로 하는 신물질 개발, 원자·분자 크기의 모터를 이용한 동력 개발, 기본 생명체의 합성 및 의학에의 용용, 전자소자를 대체할 원자 크기의 기본 소자 개발 및 이를 이용한 컴퓨터의 개발, 생물체와 무기물 소자와의 접속장치 개발 등 이루 헤아릴 수 없이 많다. 또한, 정보기술(Information Technology )의 지식기반산업의 발전을 가속화시키고, 이에 따른 소프트웨어(S/W) 산업과 유통산업 및 금융산업 등에도 상당한 파급효과를 가져올 것이다. 그래서 일부에서는 이러한 나노기술에 의한 21세기 새로운 산업혁명의 도래를 예측하고 있다. 이와 같이 전 분야에 걸쳐서 기초 및 응용연구가 진행되고 있지만, 그 중에서 전자공학분야에서 가장 먼저 실용화가 이루어질 것으로 예측하고 있다.

21세기에는 나노테크놀로지가 극치를 이루어, 명령만을 수행하는 기존의 컴퓨팅시스템(Computing System)과는 달리, 자기학습이 가능한 “인공지능 로봇”이 등장하고, 문자, 음성, 영상 등을 복합적으로 일체화시킨 키보드 없이도 “인식하고, 추론하고, 감성까지 교환할 수 있는 소위 생각하는 유비퀴터스컴퓨터(Ubiquitous Comp uter), 자동 동시 외국어통역, 실시간 영상회의(Video-Phone Conference)가 가능한 포켓용 초미니 수퍼 컴퓨터”가 등장하여, 이들 시스템은 초고속 통신망과 결합되어 지구촌(地球村)을 하나의 전자촌(電子村)으로 통합하고, 가전제품, 정보입출력, 통신/제어시스템, 자동차, 우주공간, 군사분야 등과 결합하여 사회 전반에 엄청난 변화를 초래할 것이다.

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