서울대 기초과학공동기기원 홈페이지

ZEISS XRM 확인하기

(조성표 교수) 안녕하세요. 저는 공동기기원의 분석서비스 제공 및 연구원 업무 등 운영 제반 사항을 담당하는 운영지원부장 교수인 조성표입니다.
최근 3D 분석이 연구방법론에서 큰 화두로 떠오르면서 학교 내·외부에서도 3D 분석 의뢰를 많이 받으면서 나노에서 마이크로 단위의 다양한 시료에 대한 3D 분석, 3D Tomography가 가능한 이미징 장비 구축에 대한 의견들이 모이게 되었습니다. 특히 기존에 도입한 미세 나노영역에 대한 3D FE-S/TEM 장비와의 시너지효과를 고려하였습니다. 비파괴 방식으로 나노에서 마이크로 또는 그 이상의 크기들의 다양한 시료에 대해 내부 구조, 기공, 결함영역 등의 3D 가시화 또는 2차원 단면상을 볼 수 있고, 또 이를 재구성하여 고분해능 3D 구조분석이 가능한 X-ray 현미경 도입을 검토하게 되었습니다.

XRM(X-ray Microscope)은 Hard-materials 뿐만 아니라 Soft & Bio-material 및 Hybrid materials의 각종 재료들을 대상으로 분석 활용이 가능하고, 물리, 화학, 지구과학, 생명과학의 기초과학 뿐만 아니라 다양한 공학 분야에 대한 융합 연구의 니즈를 충족시킬 수 있다는 점이 가장 매력적으로 다가왔습니다.

장비 선정에는 서울대 내 여러 교수님들의 XRM 사용 경험을 바탕으로 하여 후보 장비들을 선정한 후, 본 기관만의 유니크한 현장 테스트를 포함해 다방면으로 종합평가하여 올해 XRM을 도입하게 되었습니다.

앞으로 이 장비의 우수한 장비 성능을 토대로 Energy Materials, Soft Materials & Biomaterials, Metals, Nanomaterials, Ceramics, Glass, Building Materials, Thin Films/Coatings, Catalyst/Nuclear, Electronics, Composites, Materials Microscopy, Art/Museum Materials, Geosciences 등 다양한 연구활동에 분석 지원을 할 예정입니다.
 

(이미선 연구원) 안녕하세요. 서울대 기초과학공동기기원에서 XRM과 WD-XRF 분석 장비를 담당하고 있는 연구원 이미선입니다.

제가 근무하고 있는 공동기기원은 첨단 과학 장비를 보유하고 있으며 그 장비의 공동활용을 통해 많은 연구자 분들에게 연구지원을 하고 있습니다.

이러한 기관의 특성으로 보다 다양한 재료의 분석을 의뢰 받아 측정하기 때문에 장비의 담당자로서 좀 더 광범위한 샘플의 분석을 경험할 수 있었고, 전문분석기관의 연구원으로서 항상 분석 데이터의 정확도를 높이기 위해 노력해 왔습니다.

특히 요즘은 기존 재료뿐만 아니라 첨단과 친환경을 겸비한 다양한 형태의 복합 재료들이 개발되면서 이에 대한 2차원 및 3차원 내부 구조 분석을 하기 위해 XRM 장비의 문의가 많은데요. 많은 연구자분들이 비파괴로 고해상도 이미지 분석을 할 수 있는 장비라는 점을 최대 장점으로 보았습니다. 그 요구를 충족하려면 더 바빠지겠지만(웃음) 늘 새로운 것을 배우는 자세로 재미있게 분석에 임할 생각입니다.

(이미선 연구원) 저희 서울대 공동기기원에는 ZEISS SRM (Superresolution Microscope), CLSM(Confocal Laser Scanning Microscope)과 3D FE-S/TEM 장비가 있습니다. 또한 최고 사양의 XRM 장비가 최근에 도입되어 공동기기원에서 더욱 다양한 “샘플 맞춤형” 고해상도 이미징이 가능해졌습니다. 즉, 형광 시료와 Live Cell의 경우 SRM과 CLSM 장비를 이용하고, 그 외 시료의 서브나노레벨 이미징에는 FE-S/TEM 등을 이용하며, 비파괴로 볼 재료들은 XRM 장비를 이용해 이미지 분석이 가능합니다.

ZEISS XRM 장비는 실제 사용해보니 사용자의 편의에 맞게 프로그램이 구성되어 있어 장비 사용이 편리합니다. 특히, 이번에 도입된 XRM 장비인 Xradia 620 Versa 모델의 경우 이전에 비해 업그레이드된 기술력으로 고해상도 이미징이 가능하여 유저분들의 만족도가 높습니다.

예를 들면 X-ray Source의 Maximum Power가 좋아져 더 빠른 스캔이 가능해졌고, 향상된 분해능으로 더 높은 해상도의 3D 이미지를 관찰할 수 있습니다. 이로 인해 분석 시간도 단축할 수 있고 비파괴 방식으로 고분해능 2차원, 3차원 영상 이미지를 얻을 수 있어 매우 만족스럽게 사용하고 있습니다. 저희가 도입한 최신 사양의 모델은 수도권 지역에서는 최초로 서울대 공동기기원에 설치되었다고 알고 있습니다. 앞으로 활용도가 더 높아질 것으로 기대하면서 여러분들의 많은 이용 부탁드립니다.

다만 한가지 아쉬운 점을 들자면 XRM 분석을 통해 얻은 이미지는 이미지 후처리 작업을 통해 샘플 내 영역을 구분하거나 다른 색상으로 보여주거나 수치 계산이 가능한데, 이 후처리 작업(ORS)에 대한 교육 프로그램을 좀 더 활성화하여 배우고자 하는 분들께 많은 기회를 제공해 주셨으면 좋겠습니다.

(조성표 교수) ZEISS 현미경이 연구 분야에서 저명하고 많은 기여를 하고 있다는 점은 이전부터 익히 알고 있었습니다. 예전에 외국에서 개인적으로도 ZEISS의 SEM, TEM을 타사 장비와 동시에 사용하면서 ZEISS장비가 유니크하면서 사용이 편리한 장비 중 하나라는 기억이 남아있고, 그때부터 지금까지 지속적으로 연구개발하고 발전해 오는 모습을 보면서 ZEISS라는 회사는 ‘첨단’이라는 단어와 잘 어울린다고 생각하고 있습니다.

이번 XRM 장비를 최종 선정을 위한 심사 항목 중 하나로 샘플 현장테스트, 즉 기관에서 임의 선정한 복수시료들 (Hard, Soft & Hybrid Materials)에 대한 다소 무리한 요구를 하기도 했었는데, 이런 과정을 통해서 ZEISS 장비가 가진 타사 장비와의 차별성, 탁월함과 함께 본 기관에 보다 적합한 장비임을 잘 파악할 수 있는 기회가 되었다고 생각합니다. 아쉬운 부분은 저렴하면 더 좋겠지만(웃음), 그보다 저희가 원하는 부분들을 충족시킬 수 있다는 부분이 더 많았기에 장비가 주는 만족감과 기대감이 더 큽니다.

(이미선 연구원) XRM 장비 도입 전에 장비실에 대한 Site Survey 시간이 있었습니다. 그때 처음 만난 엔지니어분이 참 인상깊었습니다. 사실 여자 엔지니어분은 그동안 제가 일하면서 처음 뵈었는데 진단 평가도 정확하게 해주셨고, 친절하게 진행해 주시는 모습이 멋지고 감사했습니다.

그리고 ZEISS가 사용자 교육 프로그램이 잘 마련되어 있다는 점도 좋습니다. 어플리케이션 엔지니어의 도움으로 장비에 익숙해질 수 있었고 문의사항에 대해 꼼꼼하게 체크하며 피드백 해주십니다. 개인적으로 ZEISS는 교육부터 서비스까지 엔지니어 분들이 모두 친절하시고 특히 요청사항에 대해 빠르게 답변을 주셔서 업무에 많은 도움이 되고 있습니다.

(조성표 교수) 기초과학공동기기원은 첨단연구 장비의 공동 활용과 연구 역량의 고양, 그리고 기초과학 및 기술 분야의 적극적인 연구 지원 활성화를 취지로 설립되었습니다.

전문 연구인력 지원을 위해 저희는 정기적으로 교내·외 연구자분들을 대상으로 체계적인 이론 및 실무 교육을 진행합니다. 일례로 최첨단 희망 장비들의 “직접 사용자 기본, 고급 교육 프로그램” 을 실시하고, 일부는 상용 전문응용프로그램 교육을 통해 취득 데이터의 예측 및  1차 분석평가 뿐만 아니라 각 전문 분야의 선도적이고 유니크한 2차 초고도 분석평가까지 지원합니다.

또한 XRM 장비를 포함한 고가의 최첨단 장비일수록 예산, 설치 환경 그리고 장비운영, 관리 등의 여러가지 제약으로 인해 현실적으로 일반 유저가 접근하기란 쉽지 않습니다. 그러나 저희는 체계적인 전문 교육프로그램을 통해 직접 사용자들의 공동 활용률을 최대한 높이고, 24시간 장비운영이 가능한 연구 환경을 조성해 개인 연구활동 뿐만 아니라 대학 및 국가의 연구 경쟁력 제고를 위해 최선을 다하고 있습니다.

(조성표 교수) 최근 분석관련 연구동향은 데이터를 획득할 때, 물질에 대한 기본 물성과 특성을 파악하기 위해 한가지 분석법이 아닌 동시 및 순차적인 다각적 분석법을 사용하는 총체적 접근 (Combinatorial Analysis)이 필요하다는 것입니다. 이러한 트렌드에 맞춰 본원은 최근 XRM 장비를 포함해 지속적인 국제 연구 경쟁력 확보를 위한 총 50여점의 다양하고 파워풀한 장비 구축과 효율적인 운용으로 연구자분들의 니즈에 맞는 최첨단 분석지원 기관임을 자부합니다.

또한 본원에서 장기간 동일 분야에서 분석지원 업무에 임하고 계신 연구원 선생님들의 꾸준한 노고가 없었다면 지금의 기관의 발전은 물론, 연구 분석에 있어서 전문성 향상도 기대하기 어려웠을 것입니다.

이렇게 최적의 장비 퍼포먼스 구축과 탄탄한 오퍼레이팅 환경을 강점으로 유저 개개인에게 만족스러운 데이터 결과를 제공하는 분석지원과 동시에, 거시적으로는 대학의 기초과학 연구 역량의 고양과 국제적인 연구 경쟁력 확보라는 비전 아래 김기훈 기기원장님을 대표로 한 기관 모든 분들의 지속적인 노력은 계속될 것입니다.

마지막으로 기기원에 찾아오시는 많은 연구자분들께 본원의 발전을 위해 많은 협력과 성원 부탁드린다는 말씀 드립니다.