테라헤르츠파 유전상수 측정을 통한 미생물 분류 및 센싱 연구

Abstract

테라헤르츠파는 적외선과 마이크로파의 중간영역에 해당하는 전자기파로서 비금속성 물질에 투과성을 가진 전자기파이다. 테라헤르츠의 경우 100 GHz에서 30 THz 범위의 주파수에 속하며 전파와 광파의 중간적 특징을 가지고 있어 전파 천문과 분석과학 분야에 있어서 폭넓게 연구되고 있다. 테라헤르츠의 경우 1 THz에서 300 μm 크기의 파장을 갖고 있다. 즉, 테라헤르츠파와 바이오 검체간의 상호작용은 매우 미약한 편이며 이를 증대시키기 위해서 메타물질의 갭 구조에서 발생하는 강한 전기장 집속 효과를 이용한다. 테라헤르츠 메타물질은 인공적인 금속 구조로써 테라헤르츠파와 상호작용하여 특정 주파수에서 강한 공명을 일으키는데 이때 메타물질의 구조는 주변의 유전환경 변화에 아주 민감하게 반응하여 바이오센서로서의 역할을 할 수 있게 된다. 본 연구에서는 효모, 곰팡이, 박테리아에 이르는 다양한 마이크로 사이즈 미생물의 측정을 통해 테라헤르츠 메타물질센서가 바이오센서로써의 중요한 의미를 확인하였으며, 본 실험결과는 미생물들이 고유의 유전상수를 가지는 원인을 이해하고 다양한 미생물의 유전상수를 예측하는데 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다.