안녕하세요.
Q. 주사전자현미경과 투과전자현미경의 차이점은 무엇인가요?
안녕하세요. 박성호 전문가입니다.두 장비 모두 전자를 이용해 아주 미세한 세계를 들여다보는 전자현미경이지만, 전자가 시료를 ‘어떻게 만나느냐’에 따라 완전히 다른 역할을 하게 됩니다. 주사전자현미경은 전자빔을 시료 표면 위로 스캔하면서 튕겨 나오는 정보를 수집해 표면의 생김새를 입체적으로 보여주는 장비예요. 그래서 표면의 굴곡이나 질감 같은 걸 볼 때 유용하죠.반면, 투과전자현미경은 아주 얇게 자른 시료 속을 전자가 뚫고 지나가면서 생기는 변화를 통해 내부 구조를 관찰하는 장비예요. 원자 배열이나 결정 구조처럼 속을 들여다봐야 하는 분석에 강하죠. 다만 시료를 엄청 얇게 만들어야 해서 준비 과정이 까다롭고 정교함이 필요해요.결국 겉을 보느냐, 속을 보느냐의 차이라고 보면 이해가 쉬울 거예요.
Q. 공초점 레이저 주사 현미경의 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 박성호 전문가입니다.이 현미경은 말 그대로 ‘공초점’이라는 이름답게, 빛이 한 지점에 정확히 맞춰지는 원리를 활용합니다. 시료 전체를 밝히는 게 아니라, 아주 좁은 한 점만 레이저로 비추고, 그곳에서 돌아오는 빛 중에서도 오직 초점이 맞는 깊이에서 나온 빛만 받아들이게 설계되어 있어요.이걸 가능하게 하는 게 핀홀이라는 작은 구멍입니다. 이걸 통해 초점 밖에서 오는 흐릿한 빛은 걸러지고, 원하는 깊이에서 나오는 선명한 빛만 받아들이는 거죠. 그런 다음 이 점을 하나하나 스캔해가면서 전체 이미지를 만들어냅니다.그래서 이 현미경은 마치 시료를 얇게 ‘슬라이스’하듯 한 층씩 촬영할 수 있고, 나중에 그걸 쌓아 올리면 입체적인 3차원 이미지도 만들 수 있어요.레이저의 색도 조절할 수 있어서, 특정 형광물질을 단단히 잡아내는 데도 아주 좋고요. 생물학이나 재료공학 등에서 아주 미세한 구조까지도 선명하게 보고 싶을 때 딱 좋은 장비입니다.
Q. 위상차 현미경은 어떤 경우에 사용 하나요?
안녕하세요. 박성호 전문가입니다.위상차 현미경은 평범한 광학현미경으로는 잘 안 보이는, 아주 얇고 투명한 시료를 관찰할 때 많이 쓰여요. 예를 들어 염색하지 않은 살아 있는 세포나 조직 같은 걸 들 수 있죠. 원래는 그런 투명한 구조는 눈에 잘 안 띄는데, 이 현미경은 빛의 굴절 차이를 명암으로 바꿔 보여주기 때문에 염색 없이도 세포 안 구조나 움직임 같은 걸 꽤 또렷하게 볼 수 있어요.그래서 보통 생물학 실험실에서 많이 쓰이긴 하지만, 반도체 같은 정밀 재료를 다루는 전기전자 분야에서도 아주 얇은 필름이나 특수 재료를 검사할 때 응용되기도 해요.
Q. 암시야 현미경은 어떤 원리로 작동하나요?
안녕하세요. 박성호 전문가입니다.암시야 현미경은 빛을 다루는 방식이 일반적인 현미경과 조금 달라요. 보통의 광학 현미경은 빛이 시료를 지나가거나 반사된 걸 그대로 보는 방식인데, 암시야 현미경은 그런 빛은 일부러 안 보이게 하고, 시료에 부딪혀서 튕겨 나온 산란된 빛만 보게 합니다. 그래서 배경은 어둡고, 물체만 밝게 떠오르는 모습으로 보여요.이 원리를 이용하면 특히 작고 투명해서 잘 안 보이는 것들을 더 또렷하게 볼 수 있어요. 예를 들면, 박테리아처럼 아주 작은 생물이나, 살아 있는 세포, 또는 물 속에 떠 있는 작은 입자들 같은 걸 관찰할 때 많이 쓰이죠. 말하자면 어두운 배경에 반짝이는 것처럼 보이게 해서, 눈에 잘 안 띄던 것도 더 잘 보이게 해주는 거예요.
Q. 과일을 통해서 전기를 만드는 방법이 있다는데, 과일을 가지고 어떻게 전기를 만들수 있나요?
안녕하세요. 박성호 전문가입니다.과일을 이용해 전기를 만드는 건, 과일 속에 있는 산성을 활용하는 간단한 원리에 기반하고 있어요. 특히 레몬이나 오렌지처럼 신맛이 강한 과일은 속에 전해질 역할을 할 수 있는 산이 들어 있어서, 금속을 꽂아 놓으면 마치 작은 전지처럼 작동하죠.예를 들어, 구리와 아연처럼 서로 다른 금속 조각을 과일에 꽂아두면, 그 둘 사이에 미세하게 전류가 흐르기 시작해요. 과일 속 산이 두 금속 사이의 반응을 이끌어내고, 그 결과로 아주 약한 전기가 생겨나는 거예요. 물론 휴대폰을 충전할 만큼의 전력은 아니지만, 작은 전구 하나쯤은 밝힐 수 있을 정도는 되죠. 전기 시설이 없는 곳이라도 자연 속에서 잠시 불빛을 얻고 싶을 때, 이런 원리를 활용해볼 수 있어요.