0.05K 이상의 정확도로 실시간 측정이 가능한 자기 나노온도측정법

전문가 제언

○ 나노온도계는 마이크로미터 이하의 나노크기 물질이나 장치의 온도를 측정하므로 온도감지부도 나노크기여야 한다. 초기에는 탄소나노튜브가 주로 사용되었으나 나노기술의 발전과 함께 다양한 나노 온도측정법(nanothermometry)이 개발되고 있다. 현재 가장 많이 사용되는 방법은 광나노 온도측정법(ONTM: OptoNanoThermoMetry)이며 광전자 방출 세기, 광전자 방출피크 이동, 감쇠수명 등의 성질을 측정하여 온도를 평가한다.

 

○ 나노 온도측정법의 또 다른 큰 갈래는 자기나노 온도측정법(MNTM: MagnetoNanoThermoMetry)으로 강자성체의 자기감수율이나 자기화를 측정하여 온도를 평가한다. 이 논문에서 다루는 내용도 여기에 속한다. 원래 자기온도계는 주로 Curie법칙을 이용하여 상자성염의 자기감수율을 측정하는 방법으로 1K 이하의 극저온에서 이용되며 초전도 양자간섭장치(SQUID)로 신호를 검출한다.

 

○ 이 논문에서는 원격 MNTM가 자기화와 자기감수율 측정이 반복성과 감도가 높고 온도정확도는 0.05K으로 원격 ONTM보다 10배 이상 높으며 온도감지물질인 마그네타이트 나노입자는 표면이 코팅되어 생체적합성(biocompatibility)이 우수하다는 점을 시뮬레이션과 실험을 통해 증명하였다. 또한 측정시간이 1초 정도이므로 실시간감지가 가능하다는 장점도 있다. 이런 특성은 세포소기관의 온도를 측정하고 제어함으로서 암의 온열치료나 약물전달(drug delivery)에서 고열응용에 기여할 것이다.

 

○ 현재 미국 등 의료선진국을 중심으로 다양하게 시도되고 있는 의료분야에서의 나노 온도측정 기술 응용연구는 주로 광나노 온도측정(ONTM)을 바탕으로 하고 있다. 국내의 경우에도 표준과학연구원에서 레이저를 이용한 ONTM 연구를 수행한다. 이에 비하여 자기 나노온도측정(MNTM) 기술은 상대적으로 초기단계에 머물러 있다. 미래 의료분야에서 나노 온도측정 기술의 다양한 활용가능성에 대비하여 아직은 미진한 이 분야에서의 국내 연구개발 노력이 활성화되어야 할 것이다

 

저자

Shiqiang Pi, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2015

권(호)

234()

잡지명

Sensors and Actuators, A: Physical

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

263~268

분석자

박*철

분석물

• 0.05K 이상의 정확도로 실시간 측정이 가능한 자기나노 온도측정법.pdf [459,758 byte]

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