[IF] [사이언스 샷] 원자 한 개까지도 MRI로 촬영 가능

/기초과학연구원

원자 하나의 움직임까지 관찰할 수 있는 자기공명영상(MRI) 기술이 국내에서 개발됐다. 기초과학연구원 양자나노과학 연구단과 미국 IBM 공동 연구진은 2일 국제학술지 '네이처 피직스'에 "기존 MRI보다 100배 이상 해상도를 높여 원자 하나가 자기장에 반응하는 모습을 관찰했다"고 밝혔다.

MRI는 외부에 강력한 자석을 댔을 때 인체를 이루는 수소 원자핵이 자기장에 반응해 방출하는 라디오파로 영상을 만든다. 기존 MRI는 분자 크기까지 촬영할 수 있어 원자 하나하나를 관찰하기는 어려웠다. 병원 MRI 촬영은 인체 넓은 곳에 자석을 대는 셈이어서 원자 수억 개가 반응한다.

연구진은 '주사터널링현미경'을 이용했다. 주사터널링현미경은 손끝으로 점자를 읽듯, 뾰족한 금속 바늘 끝으로 원자를 감지하는 장비다. 연구진은 바늘 끝에 철 원자 여러 개를 붙이고 자기장을 주면서 시료의 금속 티타늄 원자 하나를 건드렸다. 그러자 기존 MRI와 달리 이번에는 원자 속 전자가 교란되면서 에너지가 나오는 모습〈사진〉이 포착됐다.

연구진은 앞으로 단백질처럼 복잡한 구조 속에서 원자 하나하나를 관찰할 계획이다.

유지한 기자(jhyoo@chosun.com)

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