코딩 기술(coding technology)은 상품 유통, 도서 관리, 우편 관리(Postal management), 은행 시스템 등 다양한 분야에서 폭넓게 응용되고 있는 동시에 유전체학(Genomics), 단백질 체학(proteomics), 대사 체학(metabolomics) 등 연구를 위해 기회를 제공하고 있다.
빅데이터 시대가 도래하면서 광학 코딩의 데이터량에 대해 더욱 높은 요구를 제시하고 있지만 기존의 광학 인코더는 주로 컬러 코딩을 사용하고 있으며 형광 발광의 컬러 상호 사이의 심각한 중복 때문에 사용 가능한 인코더량은 매우 적어지는 상황이 발생하고 있다. 기타 차원에서 코딩을 실행하는 것은 이런 난제를 해결하는 핵심으로 되고 있다.
양자 점은 매우 넓은 흡수 광 스펙트럼을 보유하고 있지만 발사 광 스펙트럼은 매우 좁은 상황이며 일종 파장을 사용하게 되면 동시에 다양한 구성을 자극(Stimulate)하거나 크고 작은 양자 점으로 하여금 다양한 컬러를 발사하도록 하는 동시에 다양한 컬러 사이에는 거의 중복이 되지 않게 된다. 특히 근적외선 양자 점이 생체 이미징 분석 및 추적 분야에서 거대한 잠재력을 나타내고 있다. 양자 점은 근적외선 광학 인코더 분야에 비해 형광 염료는 더욱 뚜렷한 우세를 보유하고 있다.
형광 수명은 발광 재료의 중요한 매개 변수에 속하며 형광 수명과 발사 파장이 결합된 2차원 사이즈 광학 인코더 기술의 발전은 기존 광학 인코더 기술의 코딩 용량을 최대한 확장하게 될 것으로 전망되며, 높은 처리량 생체 분석, 고 밀도 데이터 저장 및 서류 안전 코딩 등 분야에서 혁신적인 응용 공간을 제공하게 될 것으로 전망된다.
중국과학원 선전(深?) 선진기술 연구원 차이린타오(蔡林濤) 연구원 연구팀의 천츠(陳馳), 장펑페이(張鵬飛) 등 연구인원들은 최근 관련 연구를 통해 밴드 갭 공정(Band Gap Engineering) 이론에 근거하고 동시 조절 양자 점 구성 요소와 구조를 통해 우선 작은 입자 지름의 CdTe 내부 핵 재료를 합성하고, 다음 이런 재료 표면 원 위치에서 한 개 층의 CdS를 성장시켰을 뿐만 아니라 클래딩(Cladding) 과정에서 Cu2+ 이온을 도입한 동시에 격자 변형(Lattice strain) 및 도핑을 이용하여 양자 점 파장과 수명에 대한 조절을 실현하고 일종 장 수명의 근 적외선 CdTe/CdS인 Cu 양자 점을 개발하는데 성공하였다.
연구팀은 이런 양자 점을 마이크로비즈(Microbeads)에 패키징하고 형광 수명과 파장 특성을 이용한 동시에 근적외선 형광 이미징과 형광 수명 이미징 기술을 결합시켜 혁신적인 2차원 근적외선 광학 인코더(Two-dimensional near-infrared optical encoder)를 실현함으로써 양자 점 인코딩 차원을 한층 더 개척하는데 성공하였다.
연구팀의 관련 연구 성과는 `Near-Infrared-Emitting Two-Dimensional Codes Based on Lattice-Strained Core/(Doped) Shell Quantum Dots with Long Fluorescence Lifetime`라는 테마의 연구 논문으로 지난 2014년 7월 1일 재료과학 분야 학술지인 `선진 재료(Advanced Materials)`에 발표되었다.
중국과학원 선전(深?) 선진기술 연구원 차이린타오(蔡林濤) 연구원 연구팀은 장기간 멀티 모드 나노 프로브 및 진료 통합화 나노 기술 연구를 실행하여 왔으며 특히 근적외선 양자 점 합성, 바이오 직교 화학 마커(Bio-orthogonal chemical markers), 생체 이미징 분야에 대한 계통적인 연구를 실행하였다.
연구팀의 이번 연구와 전(前) 단계에 실행한 멀티 모드 양자 점 및 바이오 직교 화학 마커 연구는 국가과학기술부의 `중대 기초과학 연구 프로젝트(973 계획)` 중의 `나노 중대 과학연구 프로젝트` 비용, 국가자연과학기금위원회의 `기초과학 연구 프로젝트` 비용, 중국과학원의 `백인계획(百人計劃)` 프로그램 비용 및 광둥성(廣東省), 선전시(深?市) 정부의 관련 과학연구 비용 지원을 받아 추진되었다.
* KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』