머리카락의 10분의1…세계 최소형 크리스마스 장식

10마이크로미터 크기의 ‘생강과자 집’
실리콘에 전자현미경 이온빔으로 조각
벽돌굴뚝·창·현관매트도 새겨 넣어
"어린이들의 과학 호기심 자극했으면"

사람 머리카락 굵기의 10분의1에 불과한 세계 최소형 크리스마스장식 ‘생강과자집’. 맥매스터대 제공

서양에서는 예로부터 겨울에 감기 예방을 위해 생강 성분을 넣은 빵이나 과자를 만들어 먹었다고 한다. 이를 생강과자(진저 브레드)라고 하는데 크리스마스 때가 되면 커다란 생강과자 집(진저 브레드 하우스)를 만들어 크리스마스 트리 장식용으로 쓰기도 한다.

최근 캐나다 맥마스터대의 캐나다전자현미경센터 연구원 트라비스 카사그란데(Travis Casagrande)가 이런 크리스마스 전통과는 정반대로, 전자현미경을 이용해 세계에서 가장 작은 생강과자 집을 만들어 선보였다.

생강과자집과 눈사람 모양 인형을 합쳐도 머리카락 굵기와 비슷하다. 맥매스터대 제공

이 초소형 장식은 크기가 10마이크로미터에 불과하다. 보통 사람 머리카락 굵기의 10분의 1 정도다. 물론 진짜 쿠키 재료로 만든 것은 아니다. 집속이온빔(Focused Ion Beam) 현미경으로 실리콘을 잘라 집 모양을 만들었다. 이 연구원은 특히 집 지붕에 대학과 연구소 이름을 새겨 넣은 것은 물론 벽돌굴뚝, 문, 창, 캐나다 국기 무늬의 현관 매트까지 상세하게 그려 넣었다. 마치 모래분사기를 쏘듯이 갈륨 이온 빔을 이용해 초미세 조각 작품을 만든 것.카사그란데 연구원은 현지 언론 인터뷰에서 "마트에서 파는 보통 생강과자 집 크기의 2만분의 1 정도"라고 말했다. 이 전자현미경의 파장은 광학현미경 가시광선의 10만분의 1에 불과해, 단일 원자 수준까지 들여다볼 수 있다.

2018년 5월 프랑스 연구진이 만든 초소형 생강과자집. Femto-ST Institute 제공

이 장식물은 지난해 5월 프랑스의 한 연구소(Femto-ST Institute) 나노로봇 연구팀이 만든 크기 20마이크로미터의 당시 세계 최소형 생강과자 집의 절반 크기다. 카사그란데 연구원은 이 생강과자 집이 얼마나 작은지 보여주기 위해, 이 집을 리튬이온 배터리 연구에 쓰는 니켈, 코발트, 알루미늄 같은 재료로 만든 눈사람 인형의 머리 위에 모자처럼 얹었다. 생강과자 집과 인형을 합쳐도 사람 머리카락 굵기보다 약간 큰 정도다.

이 연구원은 이 대학 웹사이트 뉴스 코너를 통해, 자신이 속해 있는 연구센터를 알리고 어린이들에게 과학에 대한 호기심을 불러일으키기 위해 이런 이색 프로젝트를 하게 됐다고 밝혔다. "이 작은 집이 어떻게 만들어졌는지 들여다보면 과학에 더 많은 관심을 갖게 되고, 이는 더 많은 과학 문해력을 쌓아 더 나은 결정을 할 수 있게 해주지 않을까요?"

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