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마이크로 – 위키백과, 우리 모두의 백과사전
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마이크로(Micro: μm), 나노(Nano: nm), 옹스트롬(Angstrom: Å) : 네이버 블로그
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마이크로 나노
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nm을(를) µm (나노미터을(를) 마이크로미터)(으)로 변환
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나노미터 를 마이크로미터
1나노미터는 몇 마이크로미터인가요
[BioNpro] 약물전달체 마이크로 나노로봇 연구동향
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[보고서]마이크로 및 나노기술 동향
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1. 자료명: Reports on Micro and Nano Technologies
2. 저자: AIRI
3. 출판사: MINATECH
4. 출판날짜: 2001년5. 분석자 서문
본 보고서는 MINATECH+ 과제 수행 중에 마이크로 및 나노 관련 분야의 동향 조사 목적으로 작성된 자료이다. 전체적인 내용 구성은 마이크로와 나노기술의 적용 가능성, 파급효과가 클 것으로 예상되는 자동차, 보건 및 바이오 분야, 정보기술 및 통신분야와 측정분야의 기술동향, 적용산업동향 및 시장동향에 관한 조사 보고서이다. 마이크로와 나노기술은 모두 미래 마이크로 핵심부품의 제작에 필요하다. 현재 마이크로기술 영역의 시장형성은 어느 정도 구축되었으며 점차 확대되어 가는 양상이다. 그러나 나노기술 영역은 아직 연구단계에 있으며 앞으로 그 파급효과가 엄청날 것으로 예상되고 있다.
마이크로 부품산업 분야는 20세기 후반에 급속 성장한 신 산업으로서, 세계 경제의 전반적인 침체기를 맞이하여 다소 성장이 둔화되고는 있으나, 2010년경에는 급속한 발전이 예상되는 분야로, 선진 각국은 이 분야에 대한 시장 지배력을 확보하기 위해 다각적이고 적극적인 노력을 기울이고 있다. 미국, 유럽, 일본 등 기술 선진국들은 마이크로머신기술 태동 후 각국의 기존 기반기술을 토대로 각자의 주력분야를 형성, 기존제품 시장의 확장과 신제품 시장의 창출을 추진 중이며, 미국의 경우 Microelectronics로부터 MEMS 분야에, 일본의 경우 가공기술로부터 Micro-machining 분야에, 그리고 유럽의 경우 소재, 의료기 기술로부터 Microsystem 분야에 주력하고 있다. 향후 마이크로 제품 시장은 단일부품의 통합, 저가, 구조의 모듈화, 신뢰성이 중요시되며, 단순한 하드웨어의 소형화 뿐만 아니라 지 에 의한 자율적, 고도 제어, 조립시스템 기술 또한 주요 연구 방향이 될 것 이다. 국내의 경우, 그 수요가 연평균 20% 이상 급속하게 성장하고 있으나 핵심기술 미확보로 인하여 수입의존도가 높고 국제경쟁력도 낮은 상황이다. 특히, 센서, 엑추에이터, ASIC 등과 같은 핵심부품은 전적으로 해외기술에 의존하고 있어 이 분야의 국제경쟁력 향상에 큰 지장이 되고 있다.
마이크로 및 나노기술은 선도적인 기술을 확보할 경우 세계시장을 20년 이상 주도할 수 있는 특성을 지니고 있다. 따라서 본 보고서는 이 분야의 현재 및 미래의 적용사례와 시장변화 예측에 있어 매우 유용한 자료로 생각된다.※ 이 자료의 분석은 한국생산기술연구원의 강은구님께서 수고해 주셨습니다.
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마이크로 및 나노기술 동향
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![[보고서]마이크로 및 나노기술 동향](https://scienceon.kisti.re.kr/images/usr/scienceon_og.png)
마이크로/나노 구조를 갖는 초발수성 표면의 제작 및 분사 액적의 충돌 특성 연구
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마이크로/나노 구조를 갖는 초발수성 표면의 제작 및 분사 액적의 충돌 특성 연구
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마이크로(Micro: μm), 나노(Nano: nm), 옹스트롬(Angstrom: Å)
평균보다 조금 더 큰 내 키는 미터(m)로 표시하는 것이 적합하다.
여러분 손 위에 있는 점의 크기는 밀리미터(mm)로,
방 안 어딘가 굴러다닐 머리카락의 굵기는 마이크로미터(μm)로 표현하는 것이 적절하다.
나노미터 단위부터는 눈에 안 보인다. 위 그림의 반도체 사이즈를 10nm라고 표기했는데, 사람들이 모르는 것을 하나 알려주자면 10nm 반도체라고 하면, 반도체 전체 크기가 10nm가 되는 것이 아니다. 10nm라고 하는 크기는 반도체가 ON 상태가 되었을 때 전자가 지나다니는 영역(게이트 채널이라 함)의 길이를 의미한다.
알아 듣기 쉽게 표현하면 우리가 쓰는 볼펜이 0.7mm면 그건 심의 크기를 이야기하지 볼펜의 전체 크기를 의미 안하는 것은 누구나 다 안다. 동일한 의미에서 반도체도 10nm라고 하면 전자가 이동하는 게이트 채널의 길이를 의미하지 반도체 전체의 크기를 의미하는 것이 아니다. 물론 전체 길이 대비 게이트 채널의 크기는 볼펜심이 볼펜에서 차지하는 비율보다는 크다
이제 Å(옹스트롬:Angstrom)에 대해 알아보자
내가 옹스트롬에 대해 이번 글에서 설명한 이유는 이 단위가 원자와 분자의 크기를 나타내기에 적합한 단위이기 때문이다. 옹스트롬은 원자 하나의 지름과 그 척도가 비슷하다. 산소는 1.4Å, 수소는 1.2Å 정도의 크기이다. 우리가 물질을 구성하는 가장 기본 입자를 원자라고 하고, 물질의 특성을 가지는 가장 작은 입자로서 자연 상태로 존재할 수 있는 순수한 물질의 최소 단위를 분자라고 한다.
2.8Å이 우리가 자주 접하는 물 분자의 길이이다.
아까 나노미터(nm:10-9m)와 옹스트롬(Å: 10-10m)의 관계에서 1nm=10Å이 됨을 알 수있다.
그럼 반도체의 게이트 채널 길이가 10nm라고 하면 100Å이며, 이것은 아래 그림처럼 물 분자를 약 36개를 나열한 크기임을 알 수 있다. 내가 지금 마시려고 떠놓은 컵에 맺힌 물 한 방울이 30mm 이니까, 이 물방울에 물분자를 아래처럼 일자로 세워보면 약 10억개 좀 넘게 서 있다.
아까 반도체의 전체 크기가 10nm가 아니라 반도체의 한 부분이 10nm라고 하여 혹시라도 현대 기술에 대해 실망감을 느꼈을 이에게, 이 게이트 채널을 36개의 분자로 만드는 것도 엄청난 기술이라고 말해주고 싶다.
nm을(를) µm (나노미터을(를) 마이크로미터)(으)로 변환
측정 범주: … 분율 가속도 각 광도 광량 광선속 광휘도 글꼴 크기 (CSS) 기수법 길이 / 거리 넓이 돌림힘 동적 점도 몰 농도 몰 부피 몰 질량 물질량 밀도 바이트 / 비트 방사능 방사선량 부피 석유환산 선량당량 섬유 측정법 속력 시간 압력 에너지 엘라스턴스 연료 소비량 온도 요리 / 조리법 운동 점성률 음량 음정 이온화 방사선 인덕턴스 입체각 자기 선속 자기선속밀도 자기장 강도 자기퍼텐셜의 전기 쌍극자 모멘트 전기 용량 전기 저항 전도율 전력 전류 전송 속도 전압 전하량 조도 주파수 질량 / 무게 질량 유량 체적 유량 촉매 활성도 표면 장력 회전속도 흡수선량 힘 CO2 배출량 SI 접두어
이 계산기 직통 링크:
https://www.dan-wi-byeonhwan.info/nanomiteoeulleul+maikeulomiteoeulo+byeonhwan.php
1나노미터는 몇 마이크로미터인가요?
1 나노미터 [nm] = 0,001 마이크로미터 [µm] – 특히 나노미터을(를) 마이크로미터(으)로 변환하는 데 유용한 측정 단위 계산기.
나노미터을(를) 마이크로미터(으)로 변환 (nm을(를) µm):
선택 목록에서 올바른 범주를 선택합니다, 이 경우엔 ‘길이 / 거리’ 선택합니다. 다음 변환하고 싶은 값을 입력합니다. 이제 산술의 기본 연산인 덧셈 (+), 뺄셈 (-), 곱셈 (*, x), 나눗셈 (/, :, ÷), 지수, 괄호 및 π(파이)를 모두 이용할 수 있습니다. 선택 목록에서, 변환하고자 하는 값에 해당하는 단위를 선택합니다, 이 경우엔 ‘나노미터 [nm]’ 선택합니다. 마지막으로 변환하여 얻고자 하는 값의 단위를 선택합니다, 이 경우엔 ‘마이크로미터 [µm]’ 선택합니다. 그런 다음 결과가 보여질 때, 의미가 통하는 선에서 특정 소수점 자리수에서 반올림 할 가능성이 있습니다.
이 계산기를 사용하면 변환하고자 하는 값을 원래 측정 단위와 함께 입력할 수 있습니다. 예: ‘774 나노미터’. 이때 해당 단위의 전체 이름이나 그 약어를 사용할 수 있습니다예: ‘나노미터’ 또는 ‘nm’. 그런 다음 계산기는 변환할 측정 단위의 종류를 판단합니다, 이 경우엔 ‘길이 / 거리’ 선택합니다. 그런 다음 입력된 값을 알고 있는 모든 적절한 단위로 변화합니다. 원래 변환하고자 하던 값을 결과 목록에서 찾을 수 있을 것입니다. 또는 변환할 값을 ’19 nm 을 µm’ 또는 ’49 nm 를 µm’ 또는 ’18 나노미터 -> 마이크로미터’ 또는 ’49 nm = µm’ 또는 ‘9 나노미터 을 µm’ 또는 ‘9 nm 을 마이크로미터’ 또는 ’70 나노미터 를 마이크로미터'(와)과 같이 입력 할 수 있습니다. 이 대안에서 계산기는 원래 값을 변환하고자 하는 구체적인 단위를 즉시 파악합니다. 이러한 가능한 대안 중 어느 것이 사용되든 관계없이, 무수한 범주와 수많은 지원 단위가 있는 긴 선택 목록에 적절한 목록에 대한 검색을 저장합니다. 그 모두가 계산기를 통해 우리에게 보내지며 1초 미만의 찰나의 순간에 완료됩니다.
또한, 계산기를 사용하면 수학적 표현을 사용할 수 있습니다. 예를들어, ‘(41 * 76) nm'(와)과 같이 결과적으로 숫자를 서로 비교하여 인식할 뿐만 아니라 그러나 서로 다른 측정 단위를 변환시 직접 결합 할 수도 있습니다. 예를 들어 ‘774 나노미터 + 2322 마이크로미터’ 또는 ’39mm x 91cm x 39dm = ? cm^3′(와)과 같이 표시 할 수 있습니다. 이러한 방식으로 결합된 측정 단위는 당연히 함께 적합해야 하며 문제의 조합에서 의미가 있어야합니다.
과학적 기수법에 따른 숫자 옆에 체크 표시가 있는 경우, 응답이 지수로 나타납니다. 예: 7,745 955 608 524 1×1031. 이 형태로 보여지는 경우 숫자는 지수(여기서는 31)와 실제 숫자(여기서는 7,745 955 608 524 1)로 나뉩니다. 휴대용 계산기와 같이 숫자 표기 방법이 제한적인 기기의 경우 번호를7,745 955 608 524 1E+31(와)과 같은 방식으로 표기하기도 합니다. 특히 이 방식은 숫자가 아주 크거나 아주 작은 경우에 읽기 편합니다. 이 자리에 체크 표시가 없는 경우 결과는 관습적인 숫자 표기 방법에 따라 제공됩니다. 위의 예에서는 77 459 556 085 241 000 000 000 000 000 000(와)과 같이 표시됩니다. 결과의 표시와는 별도로 이 계산기의 최대 14자리까지 표시할 수 있습니다. 이는 대부분의 어플리케이션을 정확히 표기하는데 충분합니다.
[BioNpro] 약물전달체 마이크로 나노로봇 연구동향
1. 약물전달체 마이크로 나노로봇 기술의 개요
가. 약물전달체 마이크로 나노로봇의 정의
약물 전달체 마이크로 나노로봇은 나노미터(nm: 10-9m)부터 밀리미터(mm: 10-3m) 사이의 크기를 가지며 신체 내의 질병 부위에만 정확하게 약물을 전달할 수 있는 의료용 미세 로봇이다. 복강경 수술용 로봇인 da Vinci와 같은 일반적인 의료 로봇이 크기에 의한 한계로 도달할 수 없는 곳까지도 작은 크기의 마이크로 나노로봇은 약물, 세포 등의 다양한 치료 매개체를 정밀하게 질병 부위에만 전달하여 암조직 파괴, 조직재생 및 회복 등의 표적지향형 치료에 이용될 수 있을 것으로 기대되어 지고 있다. 또한 미세한 사이즈로 인해 전통적인 진단 및 치료 방식에 비해 고통이 없는 비침습적(상처 없이 치료) 또는 최소칩습적(최소한의 상처를 내는 치료)인 치료가 가능할 것으로 기대되고 있다.
[그림 1. 약물전달체 마이크로 나노로봇의 정의 및 응용분야]나. 약물전달체 마이크로 나노로봇의 기술의 개요
약물전달 마이크로 나노로봇의 핵심 기술은 크게 마이크로 나노로봇의 구조체 제작, 마이크로 나노로봇의 위치와 방향의 정밀제어, 마이크로 나노로봇으로의 치료 매개체 탑재 등 세 가지로 나눌 수 있다.
(1) 마이크로 나노로봇의 제작
[그림 2. (a) 3차원 레이저 리소그래피를 이용한 마이크로 나노로봇 공정 개요도와 (b) 제작된 여러 종류의 마이크로로봇의 초고해상도 주사전자현미경 사진 [1, 15].]마이크로 나노로봇의 구조체는 레이저 머시닝, 반도체 공정을 기반으로한 미세전자기계시스템(MEMS) 기술 등 다양한 방식으로 제작될 수 있다. 하지만 이러한 방식들은 2차원적인 공정으로서 3차원의 복잡하고 초미세한 구조체를 구현하는데 한계가 있다. 이에 반해 그림 2(a)에서 보이는 3차원 레이저 스테레오 리소그래피 시스템은 고에너지를 가진 레이저 빔을 이용하여 광경화성 폴리머를 선택적으로 노출시키는 공정으로 높은 해상도의 3차원 구조물을 정밀하게 제작할 수 있다. 레이저 빔의 초점면(Focal plane)에서 광경화성 폴리머를 경화시킬 수 있는 강한 에너지를 형성하며 초점면을 이동시키면서 3차원 구조물을 완성하게 되는 원리이다. 이 시스템은 주로 폴리머 기반의 3차원 구조물 제작에 사용되며, 최소 선폭은 수배나노미터에서 수밀리미터까지 구현 가능하다. 이러한 장점으로 최근 마이크로 나노로봇 제작에 많이 사용되어 지고 있다. 3차원 구조체를 형성한 후 자기장을 통한 위치와 방향 제어를 위해 로봇의 표면을 자성물질인 니켈(Ni)과 생체적합성 향상을 위해 생체 적합성 물질인 티타늄(Ti)으로 차례로 증착시켜 완성한다. 그림 2(b)는 3차원 레이저 리소그래피 기술로 제작한 3차원 다공성 구조 등 다양한 마이크로 나노로봇의 주사전자현미경 사진이다.
(2) 마이크로 나노로봇의 정밀제어
자동차와 같은 일반적인 이동시스템과 마찬가지로 마이크로 나노로봇 정밀제어 기술 역시 마이크로 나노로봇의 추진을 위한 구동 기술과 목표 지점까지 안내하기 위한 위치 및 방향 제어기술이 핵심이다.
[그림 3. 마이크로 나노로봇의 일반적인 구동 원리 [2]]구동 기술의 경우 고려되어야 할 점은 신체 내에서의 약물전달을 목적으로 하는 마이크로 나노로봇은 기본적으로 유체 환경에서 이동하게 되므로 유체의 점성 등으로 인한 유체저항성을 극복할 수 있는 추진력을 확보하는 것과 초미세한 크기로 인하여 일반적인 에너지원 혹은 배터리를 탑재할 수 없다는 것이다. 이를 위해 마이크로 나노로봇 자체적으로 추진력을 발생하거나, 외부에서 무선으로 구동시키는 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
그림 3은 대표적인 마이크로 나노로봇의 구동원리로, 주변 유체와의 화학적(Chemical) 반응, 외부로부터의 음파(Acoustic)에너지 혹은 자기장(Magnetic)에너지 그리고 박테리아의 운동성 등의 생물학적(Biological) 추진력을 이용하는 등 다양한 방식들이 있다. 자기장의 경우 다른 구동 원리에 비해 신체 내 안전성이 높으며, 신체 외에서 원격으로 정밀 제어가 가능하므로, 외부자기장을 이용한 마이크로 나노로봇의 구동 방식이 가장 많이 사용되고 있다. 외부자기장 제어 시스템에서는 자기장 기울기(Magnetic field gradient) 혹은 회전자기장(Rotating magnetic field)를 형성하여 마이크로 나노로봇의 구동을 제어한다.
그림 4 (a)와 (c)는 자기장 기울기를 형성하여 당김(Pulling)에 의해 마이크로로봇을 구동시키는 개념도와 실제 실험 사진을 보여주고, 그림 4(b)와 (d)는 회전자기장을 가하여 마이크로로봇을 회전시키는 개념도와 사진을 보여주고 있다. 회전자기장의 경우 주로 그림 2(b)-➃과 같은 나선형(Helical) 마이크로 나노로봇을 위해 주로 사용되는 방식으로 나선회전운동(Corkscrew motion)으로 인한 전방추진력을 발생시킬 수 있으며 자기장 기울기에 의한 당김 방식보다 효율적이다.
[그림 4. 외부자기장을 이용한 스캐폴드 마이크로 로봇 제어 (a) 자기장 기울기와 (b) 회전자기장을 이용한 마이크로로봇 구동 개념도, (c) 자기장 기울기와 (d) 회전자기장에 의한 마이크로 로봇의 실제 구동, (e) 두 개의 마이크로 로봇의 동시 제어, (f) 마이크로 로봇의 목표지향형 제어[1]]앞서 소개된 구동 원리만으로는 마이크로 나노로봇은 전방으로만 이동할 수밖에 없으므로 목표한 위치까지 정확히 도달하기 위해서는 마이크로 나노로봇을 위한 조향기술이 반드시 필요하다. 조향기술 역시 외부자기장 방식이 가장 많이 사용되고 있으며, 그림 4(e)와 같이 같은 제어 공간 내에서 한 개 이상의 마이크로 나노로봇을 동시에 제어할 수도 있으며, 그림 4(f)에서 보이듯이 사전에 정해진 위치(회색 원), 경로를 따라 이동시키는 목표지향형 제어 역시 가능하다.
……………….(계속)
※ 출처 : 2017년 BioINpro 35호(바로가기)
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