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그러나 하이퍼렌즈의 활용은 공정 과정의 어려움으로 인해 아직 요원한 일이다.

가느다란 이온이나 전자 빔을 쏘아 반구(半球) 모양의 렌즈를 일일이 깎아내듯 만드는 공정은 그야말로 장인이 ‘한 땀 한 땀’ 수작업 하듯 많은 시간과 노력이 들기 때문이다.

더욱이 그런 방법으로 넓은 면적에 여러 개의 하이퍼렌즈를 연속적으로 정렬하여 만들기란 가능하지 않았다.

노 교수팀은 이 문제를 해결하기 위해 기존의 방식에서 벗어나 하이퍼렌즈의 정렬틀 모형을 만들고 도장 찍듯이 다량으로 찍어내는 새로운 접근법을 제시했다.

특히 하이퍼렌즈의 실용화를 가로막는 어려움 중 하나는 살아있는 세포 등 관찰하고자 하는 샘플을 원하는 위치에 정확히 배치하는 것인데, 연구팀은 대면적 하이퍼렌즈 제작을 통해 이 문제 역시 간단히 해결했다.

다수의 하이퍼렌즈들이 일정하게 정렬된 기판을 만들어 기판 어느 곳에 샘플을 놓아도 가시광선 영역에서 회절한계 이하의 작은 물체를 관찰할 수 있게 한 것이다.

네이처가 발행하는 학술지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’지를 통해 최근 발표된 이 연구성과는 간단한 공정으로 제작 비용이나 시간을 1만 배 이상 크게 단축했다.

특히 제작된 하이퍼렌즈 정렬체를 일반 현미경에 탈착 및 결합하는 일이 가능해 하이퍼렌즈를 이용한 초고해상도 현미경의 실용화를 성큼 앞당길 것으로 기대된다.

연구를 주도한 노준석 교수는 “이번 연구는 하이퍼렌즈 공정의 어려움을 극복하고 다양한 분야의 실용 가능성을 확인했다는 것에 큰 의의가 있다”며 “이 성과를 바탕으로 초고해상도 현미경이 광학, 생물학, 약학, 나노기술을 비롯한 여러 분야에서 널리 사용될 수 있는 기반을 마련했다”고 설명했다.

한편, 이 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단의 신진연구자 프로그램, 선도연구센터 ERC 프로그램, 글로벌프론티어 프로그램, 미래유망파이오니아사업의 지원으로 수행됐다.