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나노측정기술은 나노 크기 소재의 기계적, 전자기적, 광학 물성 등을 측정하고 평가하는 기술로, 나노공정기술을 실제 제품 생산에 적용할 때 필수적입니다.

한국기계연구원이 개발한 나노측정기술이 국제전기기술위원회(International Electrotechnical Commission, IEC)의 국제표준 기술로 채택됐습니다.

이학주 박사

IEC는 한국기계연구원 이학주 박사팀이 개발한 나노측정기술 '띠굽힘시험법'이 미세전자기계시스템(MEMS) 분야 국제표준으로 선정하고, 이를 홈페이지(http://www.iec.ch)에 사전공표했습니다.

IEC 국제표준은 세계 3대 국제표준기구 중 하나인 국제전기기술위원회(IEC)에서 제정하는 통일된 국제 표준으로, 각국이 국가 표준을 제정할 때 이에 준거하도록 권고하고 있습니다.
 
우리나라에서 개발된 나노측정기술이 국제표준으로 공표된 것은 이번이 처음으로, 나노측정 원천기술의 국제표준 선취권을 확보함에 따라 우리나라가 세계 나노기술 기반 확립을 주도하는 계기를 마련하게 됐습니다.
   
IEC 국제표준명은  '띠굽힘 시험법을 이용한 박막의 인장물성 측정'(IEC 62047-8 Ed. 1.0)으로, 오는 4월 책자로 발간됩니다.

'띠굽힘시험법'은 길이가 길고 두께가 얇은 마이크로·나노 구조물을 변형시키며 하중 등을 간편하고 정확하게 측정하는 방법으로, 측정의 자동화는 물론 관련 제품들의 신뢰성 향상에 크게 기여할 수 있습니다.

이학주 박사는 "지금까지는 나노 구조물의 측정이 어려워 마이크로·나노 구조물 상용화에 걸림돌이 돼왔으나, 이번 국제표준 채택으로 신뢰성 문제 해결은 물론 우리나라가13조 5000억 원 규모의 세계 나노측정기술 산업을 주도하는 계기를 마련하게 됐다"고 밝혔습니다.

이학주 박사팀은 10 ㎚급 나노측정 원천기술을 보유하고 있으며, 이외에도 미소 기둥 압축시험법, 박막의 열팽창계수 측정법을 개발하는 등 박막의 기계적 물성 측정법 분야에서 기술표준원의 협조로 국제표준을 주도하고 있습니다.

                               <띠굽힘시험법>
 
○ 띠굽힘시험은 길이가 길고 두께가 얇은 구조물을 변형시키면서 하중과 변형을 측정하는 시험이다. 띠굽힘시험에서 사용하는 구조물은 축방향의 하중만 지탱하고 구조물의 길이에 비해 너비가 매우 작기 때문에 3차원적인 변형 대신 2차원적인 변형으로 단순화할 수 있는 형상을 지닌다. 

○ 띠굽힘시험에서 측정된 하중과 변위는 시편의 기하학적인 형상  정보를 이용해 응력과 변형률로 쉽게 환산된다. 띠굽힘시험에서는 축방향 하중의 영향으로 구조물 전체에 인장 하중이 지배적으로 발생한다. 따라서 인장시험을 모사할 수 있으며, 재료의 응력-변형률 관계를 얻을 수 있다.

○ 띠굽힘시험은 기존의 미소인장시험보다 훨씬 손쉽게 나노스케일에서의 자유지지 박막의 기계적 물성을 측정할 수 있는 방법으로, 현재 30 ㎚ 두께의 박막의 응력-변형률 관계를 성공적으로 측정했다.  


띠굽힘시험법의 개략도

띠굽힘시험용 시험기

띠굽힘시험용 시험편

나노박막의 응력-변형률 측정 결과



○'띠굽힘 시험법'은 2월 18일까지의 사전공표 기간을 마친 뒤 발간 작업에 착수해 오는 4월 1일 책으로 발간될 예정이다.
(참조: http://webstore.iec.ch/Webstore/webstore.nsf/Artnum_PK/999994771)

○'띠굽힘 시험법'은 지난 2007년 열린 IEC MEMS 분야 국제 표준화회의에서 신규 국제표준(안)으로 채택됐으며, 이후 이학주 박사를 중심으로 세계 각국의 전문가들로 구성된 작업반(working group)이 조직돼 지금까지 기술적인 의견수렴과 회원국들의 투표 등을 거쳤다.
(참조: http://www.iec.ch/cgi-bin/procgi.pl/www/iecwww.p?wwwlang=e&wwwprog=pro-det.p&progdb=db1&He=IEC&Pu=62047&Pa=8&Se=&Am=&Fr=&TR=&Ed=1.0)


posted by 글쓴이 과학이야기

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최근 신종플루(H1N1)나 사스(SARS) 등 바이러스 감염에 의한 신종 질병이 발생하면서 분자진단 시장에서 유전자 칩과 같은 빠르고 정확한 진단에 대한 요구가 증가하고 있는 추세입니다.

유전자 칩(DNA chip)은 극 미량의 바이러스에도 반응하므로 질병의 초기진단이 가능하고, 환자의 유전정보검사 및 개인 맞춤형 처방에도 활용될 수 있습니다.

이처럼 높은 응용가치에도 불구하고 기존 유전자 칩이 안고 있는 복잡한 전 처리 과정과 다소 약한 탐지신호 등 기술적인 문제로 시장이 확대되지 못하고 있습니다.

전 세계 분자 시장의 규모는 약 35억 달러로 추산되고, 급격한 수요의 증가에 따라 2011년에는 45억 달러, 2013년에는 58억 달러에 이를 것으로 추정됩니다.

관련 업계는 바이오 산업이 가져올 가치 변화와 수익 창출에 대한 기대는 점점 커지고 있어 연평균 15% 가량의 성장률을 감안해 2011년에는 국내에서도 약 660억 원의 시장으로 성장할 것으로 예측하고 있습니다.

국내 분자진단산업이 성장하기 위해서는 무엇보다 원천기술 확보가 관건으로 꼽히고 있습니다.

한 예로 세계 분자진단 시장을 이끈 다국적기업 로슈(Roche)의 경우 원천기술 하나로 20년 동안 매년 수 천억 원의 매출을 올리고 있습니다.

바이오/의료진단 장비 전문기업 케이맥㈜이 건국대학교 산학협력단과 기술이전 협약식을 갖고 동 대학의 의생명과학연구원 채치범 교수팀에서 개발한 자동화 유전자 칩 관련 기반 기술을 이전 받기로 했습니다.

케이맥㈜이 이전 받게 되는 유전자 칩 진단기술은 유전자 분리, 증폭 및 혼성화 등 여러 단계를 통합 한 자동화 기술로 분석에 필요한 모든 복잡한 과정을 한 번에 처리할 수 있고, 민감도를 극적으로 증가시킬 수 있어 정밀한 측정이 가능합니다.

케이맥㈜은 이전 받은 유전자 진단 원천기술을 활용하여 단순화된 칩 형태의 '유전자 진단 장비'와 중형급 병원에서도 운영 가능한 '보급형 유전자 진단장비' 등을 개발할 계획입니다.

케이맥㈜는 1996년 설립 이래 물성분석과 정밀 분석 시스템 제작 노하우를 보유하고 있으며, 유전자 칩 제작에 필요한 필수 요소 기술인 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems, 미세전자기계 시스템)을 보유하고 있습니다.
 
이번 기술이전을 계기로 기존 유전자 칩의 단점을 극복한 획기적인 진단장비의 완성이 가능할 것으로 전망되며, 기존의 시장진출 노하우를 기반으로 빠른 사업화와 원천기술의 고부가가치 사업화 실현에 시너지 효과를 기대할 수 있수 있습니다.

이번 기술이전을 기점으로 케이맥㈜은 지난해 출시한 알러지 진단장비의 면역진단 시장 뿐만 아니라 분자진단 시장까지 진출하게 되어 바이오/의료진단 시장의 영역을 더욱 확대할 수 있게 됐습니다.

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