실리콘 나노와이어는 지난 몇 년간 매우 높은 탐지 능력을 지닌 바이오센서나 화학센서로 개발하기 위한 연구가 진행 중이다. 지금까지 실리콘 나노와이어를 이용한 센서들은 이온이나 DNA·단백질·바이러스 그리고 세포 등을 탐지하는데 사용할 수 있게 개발되고 있다. 기존의 센서들과는 비교할 수 없을 정도의 높은 효율과 탐지 능력을 지닌 실리콘 나노와이어 센서. 이것이 가능한 이유는 부피 대비 표면적 비율이 높고, 전기적 특성을 조절할 수 있으며, 바이오 분야에도 응용 가능한 특성 덕분이다. 특히 실리콘 나노와이어를 DNA 센서로 이용할 때의 메커니즘은 전하 밀도 변화에 의한 것으로 해석되고 있다.

DNA와 결합할 때 실리콘 나노와이어 표면에서 전기장이 변하고 이것이 전하 밀도의 변화를 야기함으로써 센서로서의 탐지 능력을 갖게 한다는 것이다. 이런 탐지 메커니즘에서는 DNA와 실리콘 나노와이어 표면 사이의 거리가 가장 중요한 요소이다.

pH가 2에서 9로 변할 때 p-type 실리콘 나노와이어의 컨덕턴스가 140% 변하였고, PNA 프로브를 이용한 다른 논문에서는 좀 더 긴 간격으로 인해 컨덕턴스가 46% 정도 변화한 것으로 발표되었다. 단백질 탐지에 있어서는 그 변화가 훨씬 작은데 이는 단백질의 크기가 실리콘 나노와이어의 표면으로부터의 유효거리를 증가시켰기 때문으로 이해되고 있다.

실리콘 나노와이어를 이용한 바이오센서에서 전기장의 효과는 Debye screening, 실리콘 나노와이어 크기, 표면의 화학 특성 등에 의해 영향을 받는다. 최근 싱가포르 연구팀 실리콘 나노와이어 표면에서부터 전하층까지의 거리가 탐지 능력에 미치는 영향과 전기장 효과에 기반을 둔 실리콘 나노와이어 센서 소자들의 한계점을 알아보는 실험을 했다.

실험 결과는 이론적인 분석 결과와 마찬가지로 결합하는 DNA층부터 실리콘 나노와이어 표면까지의 거리가 탐지 능력(detection sensitivity)에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 그렇지만 한편으로는 실험적인 결과와 이론 분석 결과 모두 약한 신호가 나노와이어 센서의 개발에 있어서 가장 큰 단점으로 밝혀졌다. 즉, 단위 농도에 따른 신호의 크기가 실리콘 나노와이어 센서를 상용화하기에는 너무 약한 정도인 것이다. [전문바로가기]

◆ 이란이 핵무기 개발 능력을 보유한 것으로 간주하는 미 정보부
 

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의원들은 이란이 2003년에 핵무기 개발을 중단했으며, 미국이 이란의 목표를 비난한 것은 과대평가된 것이라고 했던 12월에 발간된 새로운 정보부 보고서의 배후에 있는 이 사실을 발견하고 매우 예민해졌다.

16개의 미국 첩보기관의 견해를 종합한 국가정보평가도 이란이 핵무기 개발 능력을 보유하고 있다고 밝혔다. 또 우라늄 농축을 중단할 것을 요구하는 국제사회에 반발하고 있는 이란이 2010년과 2015년 사이에 핵무기를 제조할 수 있는 기술력을 확보할 수 있을 것이라고 경고했다. [전문바로가기]

◆눈이 보는 것을 알 수 있는 마음을 읽는 기계

미국 버클리대의 한 과학자가 뇌 신호로부터 시각적인 자극을 더 정교하게 추출하는 방법을 개발했다. 그는 뇌 활동을 해석해 사람이 보는 것을 드러내 주는 기계가 곧 현실화될 것이라고 주장한다. 새로 개발된 컴퓨터 모델은 fMRI 데이터를 이용 개별 시각 피질로부터 정보를 해석한다. 시각 피질은 뇌의 일부분으로서 시각적인 자극을 처리하는 역할을 맡고 있다.

케이 켄드릭 박사는 fMRI를 이용해 측정되는 뇌의 활동으로부터 정신적인 내용을 해석하는 것이 상당히 발전할 수 있을 것이라고 말한다. 실제로 뇌 활동으로부터 시각적인 경험들을 곧 재구성할 수 있을 것이라고 한다. 버클리 대학팀은 뇌 이미징 기술에 의해 보다 복잡하고 임의의 형상을 지닌 이미지를 뇌 활동에 관한 사전 지식이 없이도 추출할 수 있다고 보고 있다.

연구팀은 fMRI를 사용해 천 개 이상의 사진을 바라보는 사람의 시각 피질 활동을 측정, 이를 통해 전산 모델을 만들 수 있게 됐고 자신들이 개발한 해석기를 훈련시켜 각 사람의 시각 피질이 정보를 처리하는가를 이해할 수 있도록 하였다.

참여자들은 이전에 보여주지 않았던 약 100여 개의 사진을 무작위로 보았는데, 처음의 fMRI 과정에서 보인 패턴을 규명한 것에 따라 연구팀은 어떤 이미지가 현재 시험 중에 있는 사람에게 보이고 있는지를 뇌 활동을 통해 알 수 있게 되었다. [전문바로가기]

◆하드웨어 해적을 감소시키는 마이크로 칩 고유 잠금 기술

칩 등의 하드웨어 해적은 전자산업에서 큰 문제다. 미시간 대학과 라이스 대학의 컴퓨터 기술자들은 해적 위반행위를 줄이는 방법을 고안했다. 개별 칩들은 각각의 자물쇠와 키가 있는데 특허 소유자들이 키를 보유하고 자물쇠를 해제해야만 칩들이 안전하게 작동할 수 있게 한 것. 이 기술은 EPIC라고 불리며 기존의 암호 방식을 이용하면서 칩 설계 과정에서 미묘한 변화를 도입했다. 칩의 성능과 전력 소비량에는 영향을 주지 않는다.

IC 해적 문제는 미국 기업들이 새로운 칩을 해외에 아웃소싱 형태로 생산함으로써 야기됐다. 해외 지점으로의 칩 설계도 이전은 mp3플레이어, 휴대폰, 컴퓨터, 기타 전자기기 등을 위조하는 위조자에게 새로운 위조 기회를 주고 있어서 새로운 문제가 되고 있다.

U-M 컴퓨터 과학 조교수이고 마르코브는 "해적판 칩들은 아주 싸게 팔리고 있으나 정상적인 칩들과 동일하다. 칩들은 미국에서 설계되나 지적 재산권 법이 매우 느슨한 해외에서 생산되고 있다. 일부 사람들은 허가 없이 칩의 설계도와 생산과정을 복사하고 있다"고 말했다.

활성화키의 고유성은 해킹 가능성을 배제한다. 키가 휘발성이므로 CD에 인쇄된 소프트웨어 활성화키처럼 복제할 수 없다. 이론적으로는 EPIC로 보호된 칩을 불법적으로 복사할 수 있는 방식이 존재하나 실제로는 하지 않을 것이다.

불법 복제에 소요되는 비용이 매우 비싸면 라이선스를 구입하여 칩을 합법적으로 생산하는 것이 위조하는 것보다 더욱 저렴할 수 있기 때문이다. [전문바로가기] [자료출처 : 한국과학기술정보연구원 해외과학기술동향]