| 선양자동화연구소, 마이크로나노 관측의 초해상도 동적 관찰 기술 | ||
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 최근, 중국과학원 선양(瀋陽)자동화연구소 과학연구팀은 실시간 시각 피드백 능력을 보유한 스캐닝 슈퍼렌즈 현미경 기술(Scanning Superlens Microscopy, SSUM)을 개발하였다. 해당 기술은 형광염색과 레이저 여기(Exciation Laser) 작용이 필요 없으며 자연조건에서 광회절법칙에서 제한되는 관측 한계를 극복하여 생물과 무생물 샘플에 대한 초해상도 실시간 관측을 구현할 수 있다. 해당 성과는 나노규모의 생물물질과 무생물물질의 동적 추적을 구현하고 또 나노로봇의 기능과 성능을 향상시키는데 있어서 중요한 의미가 있다. 관련 연구 성과는 ‘Nature Communications’에 발표되었다. 초해상도 관측은 과학계의 중요한 연구방향이며 생물과학기술, 나노과학기술과 정보과학기술 등 발전의 중요한 토대로 된다. 초해상도 관측은 로봇 발전에 대해서도 똑같이 중요하며 이는 나노로봇의 더 선명한 눈이 되어 나노규모에서 로봇 작업 능력과 기능 향상에 중요한 의미를 부여한다. 최근, 회절 한계를 극복하기 위하여 STED 등 일련의 새로운 광학영상기술을 발전시켰다. 그러나 이러한 영상기술은 대부분 시간으로 공간을 바꾸는 방식을 이용하여 속도가 느리고 형광염색을 필요로 하며 외부 레이저 여기 현상 등 문제점이 존재한다. 나노로봇 조작대상과 작업환경을 고려할 경우 해당 방법의 제한성은 더 뚜렷하다. 연구팀은 마이크로렌즈 초해상도 영상 물리 메커니즘에 대한 심층 연구를 통하여 마이크로렌즈 초해상도 영상에서 에바네센트 파(evanescent wave)의 작용을 입증하였으며 초해상도 능력 근원을 해석하였다. 마이크로렌즈 영상 메커니즘에 대한 연구 결과, 스펙트럼 분석방법에 기반한 이론분석과 실험결과는 일치하였다. 연구팀은 또 빛을 변화시키는 조건으로 마이크로렌즈 해상도를 향상시키는 방법을 제안하였으며 배후 메커니즘에 대해 이론적 서술을 진행하였다. 그리고 로봇의 지각, 의사결정과 제어 이론에 기반하여 자율적 지식재산권을 보유한 초해상도 영상 시스템을 설계하고 구축하였으며 나노정밀도를 보유한 마이크로렌즈 공간위치 동적 폐쇄 루프 피드백 제어방법을 제안하였고 마이크로렌즈와 샘플 간격 및 상호작용력을 효과적으로 제어하였다. 해당 기술은 이미 중국과 국제 발명 특허를 신청하였으며 미래의 해상도를 더한층 향상시키기 위해 실용화적인 방향으로 나아갈 예정이다. 정보출처 : http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2016/12/363370.shtm |
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