300나노미터 길이로 완성… 초미세 센서 등에 활용
다오 연구원팀은 실리콘 기판 위에 탄소를 증기 형태로 뿜어 얇은 필름 형태의 인공 다이아몬드를 만들고, 여기에서 돌출된 부위를 키워 길이 약 300nm(나노미터·1nm는 10억분의 1m)의 작은 바늘을 만들었다. 그 뒤 바늘 끝을 에칭(부식) 처리해 마치 칫솔처럼 길고 끝이 뾰족한 구조를 완성했다.
연구팀은 이렇게 만든 다이아몬드 바늘을 위에서 눌러 변형이 가능한지 측정했다. 다이아몬드는 원래 강해서 변형이 거의 없는 것으로 알려져 있었다. 기껏해야 약 1% 미만의 변형이 가능할 뿐, 그 이상 변형하면 부서진다. 하지만 연구팀이 만든 다이아몬드 바늘은 길이를 최대 9%까지 변형시킬 수 있었다. 또 가하던 힘을 제거하면 다시 원래 형태로 돌아오는 탄성력도 지녔다. 이런 성질은 여러 결정으로 이뤄진 경우보다 단 하나의 결정으로 이뤄진 다이아몬드에서 더 두드러졌다.
윤신영 동아사이언스 기자 ashilla@donga.com