소재 과학자인 안드레아 허먼(Andreas Hermann) 씨와 치과 교정 전문의인 이진 렌(Yijin Ren) 씨 및 그 동료들이 박테리아와 접촉 시 이들을 죽여버리는 3D 인쇄 기판을 개발했다고 ScienceDaily가 밝혔다.
해외 이슈 1
세균막 형성을 원천 봉쇄하는 3D 인쇄 항균 제품
소재 과학자인 안드레아 허먼(Andreas Hermann) 씨와 치과 교정 전문의인 이진 렌(Yijin Ren) 씨 및 그 동료들이 박테리아와 접촉 시 이들을 죽여버리는 3D 프린팅 기판을 개발했다고 ScienceDaily가 밝혔다.
그 첫 번째 응용분야는 치과 치료 분야가 되겠지만 이는 다른 이식 분야의 응용으로 이어질 수도 있다. 치과 치료 분야에서는 자외선 광을 쐬면 중합 반응을 일으켜 경화되는 소재들을 이용하는 것이 표준적인 관행이다. 안드레아 허먼 씨는 일상적으로 사용되는 단량체(monomer)에 4급 암모늄 이온으로 알려진 물질을 추가했다. 양전하를 띤 이 분자들은 음전하를 띤 박테리아의 세포막과 상호작용하여 구멍을 뚫어버림으로써 이를 죽여버린다.
▲3D프린팅된 치아 모습 사례 (기사와 무관함)
이 같은 항균 제품을 사용함으로써 치과 분야의 주된 문제를 해결할 수 있다. “입 안에 있는 모든 인공 물체들은 박테리아의 서식지가 될 수 있다”고 안드레아 허먼 씨는 설명한다. 이로 인한 치과 비용은 미국에서만도 매년 수십억 달러에 이르고 있다.
문제는 적합한 혼합비를 통해 3D 프린팅을 가능케 하면서 항균제 누출은 최소화 하는 것이다. “이 항균제가 입을 통해 내장으로 흘러 들어가 소화기관 속의 유익한 미생물들을 죽여버리면 안 되기 때문”이라고 안드레아 허먼 씨는 설명한다. 안드레아 허먼 씨는 인쇄된 물체들을 타액으로 실험해 보았다. 약 2년 반의 연구 끝에 이들은 결국 성공했다.
이 3D 항균 제품들의 모든 구성요소는 이미 인체에 사용되고 있는 것들이지만 이를 출시하기까지는 좀더 테스트가 필요하다고 그는 말한다. 3D프린팅된 치아교정 후 유지장치(retainer)와 교정장치(aligner)가 이미 사용되고 있는 치과교정술 분야가 아마도 최초의 응용 분야가 될 것으로 전망된다. 보다 장기적인 옵션은 항균 특성을 갖도록 3D 인쇄된 치아 크라운(crown)이 될 수 있다.
해외 이슈 2
복제 불가능한 나노 스케일 '지문'으로 완벽한 보안 기능 달성한다
자율운전 차량의 실현이 목전에 다가옴에 따라 이들이 가짜 서버와 통신할 경우 가져올 수 있는 엄청난 결과를 우려하는 목소리도 커지고 있다. 이러한 문제에 대한 해결책 중 하나가 최근 소개되었다. 영국의 과학자들이 인터넷 연결된 장치들의 보안 성능을 향상시킬 수 있는 원자 수준의 '지문' 기술을 개발했다고 BBC가 보도했다.
이러한 '지문'을 이용한 초소형 "식별 태그"라는 아이디어는 나노 수준의 구조물에 본질적으로 불완전성이 나타나는 현상에서 나왔다. 영국 랭커스터와 맨체스터의 대학 연구진들은 실험실에서 초소형의 계층화된 금속 구조물들을 만들어 이들이 저마다 특유의 "설계 결함"을 갖도록 했다. 그리고는 이러한 시스템들을 가능한 한 작게 축소시켰다. 이 '지문들'은 원자 단위로 측정하지 않는 이상 사실상 복제가 불가능하다.
이 기술의 목적은 인터넷 연결된 장치의 신원 위조를 불가능하게 만드는 것이다. 이처럼 물질의 구성요소에 발생시킨 작은 결함은 복제가 불가능하므로 하드웨어와 소프트웨어의 인증을 위한 강력한 시스템의 기반으로 사용할 수 있다.
해외 이슈 2
CMOS 이미지 센서 위협하는 양자 도트 이미지 센서
신생업체인 InVisage Technologies사가 자사의 첫 양자 도트 이미지 센서 출하 준비를 갖추고 있다. 이 제품이 현재 널리 사용되고 있는 실리콘 기반의 CMOS 센서를 대체할 수 있기를 이 회사는 희망하고 있다고 CNET는 보도했다.
이 회사의 QuantumFilm이 전형적인 CMOS 센서와 차별화 되는 점은 양자 도트의 캡처 프로세스와 특성에 있다. 기존 실리콘 기반 센서들의 감광층은 광자가 실리콘 층에 부딪힐 때 생성되는 전자들을 담아놓는 "들통들"로 구성되어 있다.
이와는 달리, InVisage의 QuantumFilm은 이러한 들통들을 액상의 나노입자들(이른바 양자 도트)로 대체하는데, 이 나노입자들은 마치 필름의 염화은 입자들이 젤라틴 내에 부유하고 있듯이 기판 내에 부유하고 있다.
광자 하나가 양자 도트에 부딪히면 전자 하나와 양전하를 띤 정공 하나가 튀어나온다. 이 양전하와 음전하는 QuantumFilm을 통해 이를 샌드위치처럼 덮고 있는 전극으로 흘러간다. 그리고는 실리콘 센서의 경우와 마찬가지로 아날로그/디지털 컨버터로 흘러간다.
이 기술은 몇 가지 중요한 성능 향상을 가져오는데, 그 중 하나는 롤링 셔터를 없앨 수 있는 잠재력을 갖고 있다는 것이다. 양자 도트 센서는 이미지 데이터를 한 번에 한 줄씩 읽어내는 다른 센서들과는 달리 프레임 전체의 이미지 데이터를 한 번에 보내기 때문이다. 흔들림 현상은 폰 비디오에서 가장 보기 싫은 문제 중 하나이다.
InVisage사의 첫 QuantumFilm 제품은 13메가픽셀 해상도의 Quantum13이다. 1.1미크론 크기의 화소들을 갖는 이 센서는 8.5평방 밀리미터의 넓이와 4밀리미터 두께의 모듈에 탑재된다. Quantum13은 올해 말 경에 폰 제조업체들에게 출하될 수 있을 것으로 예상되고 있다.