리신 동

교수
홍콩 시립대학교
홍콩, 중국

교육:

• 나고야 대학교, 마이크로 시스템 공학 박사
• 시안 공과대학교 기계공학 석사, 시안 공과대학교
• 시안 공과대학교 기계공학 학사, 시안 공과대학교

업무 초점:

동은 나노로봇공학에 중점을 두고 있으며, 의생명공학과에서 근무하고 있습니다. 그는 나노 로봇, 나노 제조, 나노 시스템 분야의 대학원 과정을 개설하여 전자기계 시스템, 광자 시스템, 유체 시스템 등 일부 나노 장치 및 시스템의 빌딩 블록, 제조, 조립, 특성화를 가르치고 있습니다. 

학생들을 위한 조언: 

“연구실에서 자원봉사를 하여 현장을 느껴보세요.” 

연결:

  – 홍콩 시립대학교 첨단 마이크로/나노 로봇 시스템 연구소

회견:  

Q: 귀하의 작업이 어떤 나노기술 기술 분야에 가장 잘 적용됩니까?
동:

• 나노전자공학
• 나노센서 및 나노액추에이터
• 나노 계측 및 특성화
• 모델링 및 시뮬레이션
• 나노제조
• 나노광학, 나노포토닉스, 나노광전자공학
• 나노자기학
• 나노 에너지, 환경 및 안전
• 나노로봇공학 및 나노제조
• 나노바이오의학

Q: 귀하의 진로가 나노기술에 초점을 맞추고 있다는 것을 처음 알게 된 것은 언제입니까?  
동: 1999년 말, 박사 과정을 위해 일본에 갔을 때 저는 원래 대형 로봇으로 가공 작업을 하고 있었습니다.... 그 전에는 정밀 가공에 중점을 둔 공작 기계 작업을 하고 있었습니다. 이때 나노미터 단위로 작업을 옮기게 되었습니다. 저는 로봇 공학에 관심이 많았고, 작은 규모의 로봇으로 작업한다는 아이디어는 저에게 완벽했습니다.     

Q: 현재 어떤 나노기술 응용을 연구하고 있나요?    
동: 나노 로봇 공학이 저의 주요 관심 분야입니다. 나노 로봇은 크게 두 가지 그룹으로 나뉘는데, 하나는 '삼킬 수 있는 의사'와 같이 나노 크기의 로봇을 이용해 인체 내부에서 수술을 하거나 진단을 하는 의료용 로봇입니다. 다른 주요 그룹은 사실 제조를 위한 조작입니다. 이것은 리처드 파인만이 제안한 것이지만, 그는 세부적인 기술적인 내용은 말하지 않았지만 물리학은 그런 것을 거부하지 않는다고 말했습니다. 그런 다음 에릭 드렉슬러는 창조의 엔진, 즉 분자를 조립하는 기계와 같은 것을 제안했습니다. 따라서 나노 조작을 사용하면 기존의 화학적 방법과는 매우 다른 기계적 방법을 사용하여 분자를 만들 수 있습니다. 저는 이 두 그룹 모두에 매우 관심이 많습니다. 사실 저는 주사 전자 현미경 내부의 조작부터 시작해서 투과 전자 현미경까지 수년간 조작에 대한 연구를 해왔고, 하나는 '삼킬 수 있는 의사'와 같이 나노 크기의 로봇이 인체 내에서 수술을 하거나 진단을 하는 등 의료에 초점을 맞춘 것입니다. 다른 주요 그룹은 사실 제조를 위한 조작입니다. 이것은 리처드 파인만이 제안한 것이지만, 그는 세부적인 기술적인 내용은 말하지 않았지만 물리학은 그런 것을 거부하지 않는다고 말했습니다. 그런 다음 에릭 드렉슬러는 창조의 엔진, 즉 분자를 조립하는 기계와 같은 것을 제안했습니다. 따라서 나노 조작을 사용하면 기존의 화학적 방법과는 매우 다른 기계적 방법을 사용하여 분자를 만들 수 있습니다. 저는 이 두 그룹 모두에 매우 관심이 많습니다. 사실 저는 주사 전자 현미경 내부의 조작부터 시작해서 투과 전자 현미경까지 수년간 조작에 대한 연구를 해왔습니다.     

Q. 나노기술을 활용하면서 가장 보람찬 점은 무엇인가요?  
동: 나노기술은 정말 흥미진진한 분야이자 광범위한 분야이기 때문에 새로운 것을 많이 배울 수 있습니다. 로봇공학과 나노기술 모두 흥미로운 하위 분야가 많이 포함된다고 생각합니다. 예를 들어 나노 기술에는 나노 물리학, 나노 화학, 나노 재료, 나노 전자공학, 광자학 등이 포함되죠. 또한 저는 항상 로봇 공학에 관심이 많았습니다. 로봇 공학을 통해 우리는 우리 자신과 같은 것을 만들고 싶고, 물론 여기에는 모든 것이 포함됩니다. 나노 기술 분야는 매우 흥미로운 분야이자 강한 창의력을 필요로 하는 분야입니다. 여러분이 생각하고, 꿈꾸고, 상상하는 것을 할 수 있습니다. 그래서 정말 재미있고 모든 것이 흥미진진합니다. 여러분이 만드는 모든 것이 세계 최초로 만들어질 수도 있습니다! 불가능을 가능으로 만들 수 있습니다.      

Q: 당신이 작업한 일이 세상에 어떻게 긍정적인 영향을 미쳤는지 보여주는 예가 있습니까?  
동: 네.... 저는 취리히 연방 공과대학교에서 다른 사람들과 "수영 로봇"이라는 프로젝트를 진행하고 있습니다. 저희는 이를 "인공 박테리아 편모"라고 부릅니다. 이것은 코일이며, 실제로 우리는 외부 회전 자기장을 사용하여 로봇을 회전시키고 "수영"하게 만들 수 있습니다. 즉, "삼킬 수 있는 의사"의 첫 번째 프로토타입이 될 수 있기 때문에 잠재적인 영향력은 매우 클 수 있다고 생각합니다. 아직은 매우 원시적이고 예비 단계에 있지만 잠재적 영향력은 크다고 생각합니다. 이 분야에서 일하는 것은 흥미진진한데, 새로운 나노 물질과 구조가 계속 발견되고 있기 때문에 우리가 할 수 있는 일을 변화시킬 수 있기 때문입니다. 또 다른 예로는 단일 구조에서 나노 물질이나 나노 구조의 다양한 특성을 이해할 수 있는 특성 분석이 있습니다. 나노 기술 분야에서 일하는 것이 미치는 영향은 매우 근본적이면서도 중요하다고 생각합니다. 또한 재료 과학자, 물리학자, 화학자 등 미래의 시스템, 제품, 솔루션을 변화시킬 수 있는 실험 도구를 제공합니다.      

Q: 향후 나노기술의 상용화가 세계에 가장 큰 긍정적인 영향을 미칠 것으로 예상되는 분야는 무엇입니까?
동: 향후 나노 기술의 상용화는 많은 분야를 포함하겠지만, 저는 탄소 기반 칩과 양자 소자와 같은 포스트 실리콘 나노 전자공학에서 나노 로봇 조작이 제조, 조립 및 특성화에 중요한 역할을 할 수 있는 분야를 꼽고 싶습니다. 상향식 방식이 기존의 리소그래피 기반 공정을 대신할 수도 있습니다. 또한 표적 약물 전달, 국소 진단, 샘플링 및 체내 치료가 특징인 새로운 나노 로봇 의약품이 등장할 수도 있습니다.

Q: 지금까지 나노기술이 세계에 미친 가장 큰 영향은 무엇이라고 생각하시나요?    
동: 실제로 사용 가능한 최초의 나노 기술은 나노튜브 팁이 달린 AFM 캔틸레버였던 것 같습니다. 이 기술은 2000년 초에 상용화되었습니다. 지금도 메이야 메이야판 같은 사람들이 이 기술을 연구하고 있습니다. 그들은 나노튜브와 AFM 캔틸레버를 조합하여 매우 날카롭고 매우 튼튼한 AFM 캔틸레버 팁을 만들기 위해 스핀오프를 열었습니다. 그리고 나노 기술의 한 예로 주사형 프로브 현미경(SPM)을 사용한 것은 매우 성공적이라고 생각합니다. AFM을 기반으로 한 딥펜 나노리소그래피는 상업적으로 매우 성공적이었습니다. 제 그룹에서는 3D 금속 나노구조를 직접 '쓰기' 위한 나노튜브 만년필을 개발 중인데, 내일 IEEE-NANO 컨퍼런스에서 이에 대한 강연을 할 예정입니다. 나노 만년필은 또한 AFM을 '필기구'로 사용할 수 있습니다.     

Q: 지난 10년 동안 나노기술은 연구실을 벗어나 사회에 실질적인 영향을 미치고 있습니다. 나노기술의 상용화에 도움이 되고 새로운 제품이나 프로세스를 탄생시키는 데 도움이 되는 노력을 하신 적이 있습니까? 
동: 10여 년 전 개발한 나노튜브 만년필을 기반으로 한 금속 나노구조물용 3D 프린터와 수영 나노로봇을 기반으로 한 비침습적 나노로봇 수술 시스템을 상용화를 목표로 연구하고 있습니다. 하지만 두 가지 모두 다소 중장기적인 프로젝트이며, 현재 출시된 제품은 없습니다.t.

Q: 대학에서의 훈련이 나노기술 작업에 도움이 되었나요?  
동: 그런 것 같아요. 하지만 계속 참여해야 합니다....많은 컨퍼런스가 있고 연결이 중요합니다. 나노는 사실 과학적 측면에서는 그렇게 특별하지 않지만 기술과 공학적 측면에서는 더 중요합니다. 그래서 리처드 파인만은 새로운 물리학은 없지만 세상을 바꿀 수 있는 완전히 새로운 방법을 갖게 될 것이라고 말했습니다. 그는 "우리가 원하는 대로 원자를 하나씩 배열하여 새로운 세계를 조립할 수 있다"고 말했습니다.    

Q. 멘토가 있나요? 대학 시절에 그랬나요?  
동: 네, 지도 카운슬러가 어느 정도 도움을 주긴 했지만 제 아이디어는 대부분 협업을 통해 영감을 얻었다고 생각합니다. 예를 들어 나노튜브 위에 구라는 아주 단순한 구조를 만들었습니다. 하지만 저희는 이것이 유용하다고 생각하지 않았어요. 그런데 제 친구가 이걸 보고 "이걸 두 개만 있으면 광학 강화제를 만들 수 있겠다!"라고 말한 적이 있습니다. 이 나노 구조물 두 개를 서로 아주 가까이 붙이면 표면 플라즈마 공명을 이용해 빛의 공명으로 작동하는 안테나를 만들 수 있습니다. 이것은 실제로 매우 흥미로운 구조이며, 예를 들어 이 광학 안테나를 사용하여 태양 전지의 태양 에너지 흡수를 개선할 수 있는 등 매우 중요한 응용 분야가 있습니다. 더 나은 태양 전지를 만들 수 있습니다.   

Q: 만약 다시 이 일을 해야 한다면, 여전히 나노기술 응용에 집중하시겠습니까?  
동: 미래에 대한 꿈이 매우 흥미진진하기 때문에 저는 이 일이 제 인생의 직업이라고 생각합니다. 나노 스케일에서 일하면 열역학적으로 안정된 거의 모든 것을 만들 수 있습니다. 설계할 수 있는 것은 무엇이든 조립할 수 있죠. 그리고 저는 나노기술 응용 분야에서 영감을 받고 있습니다. 나노 로봇 의학은 이 분야에서 보수적인 진전을 이루더라도 매우 중요한 예라고 생각합니다. 예를 들어, 제 협력자 중 일부는 눈 안쪽 수술을 연구하고 있습니다. 눈 안에서는 로봇을 볼 수 있기 때문에 비교적 쉽습니다. 매우 흥미로운 일이죠. 다음 단계는 혈관을 통해 약물을 주입하는 것입니다. 암세포와 같은 표적 세포에 약물을 전달하기 위해 로봇으로 일부 약물을 보낼 수 있습니다. 그런 다음 나노 기술로 제조하는 것을 고려해보세요. 예를 들어 나쁜 세포를 죽인 후 새로운 세포를 만들 수 있습니다. 늙어가는 세포를 발견하면 젊은 세포를 만들 수 있습니다. 많은 것들이 바뀔 것입니다. 그래서 나노 기술은 분명 인생에서 주목할 만한 가치가 있는 분야라고 생각합니다. 미래는 우리가 꿈꾸는 것이기 때문에 나노기술의 도전에 계속 도전할 생각입니다.   

Q. 대학생들에게 조언을 해주신다면요?  
동: 저는 대학생들에게 나노기술이 꿈을 현실로 만드는 데 도움이 될 수 있으며, 이는 정말 놀라운 일이라고 격려하고 있습니다. 예비 대학생들은 분자의 모형을 만들고, 현미경 사진이나 웹사이트, 공상과학 소설을 통해 배울 수 있으며, 실제로 공상과학 소설에 나오는 몇 가지 사례는 이제 현실이 되고 있습니다.