많은 전문가들이 지나간 20세기를 전자의 시대라고 한다면 21세기는 빛(光)의 시대라고 부른다. 전자시대는 반도체의 발명으로 세상에 큰 변혁을 가져왔다. 미국 LA타임스는 20세기의 여러 가지 발명 중에서 세계경제를 가장 크게 변화시킨 것은 트랜지스터와 반도체라고 발표한 바 있다. 트랜지스터는 1947년 미국 벨연구소의 쇼클레이 등 연구원 3명의 공동작품인데, 부피가 크고 무겁고 속도가 느리고 에너지 소모도 많았던 진공관을 반도체로 대체해 전자산업에 일대 혁신을 초래했다. 이들은 그 공로로 1956년 노벨물리학상을 수상했다. 이후 반도체는 진보를 거듭해 이제는 반도체를 사용하지 않는 전자기기와 자동차, 항공기, 멀티미디어 정보통신기기는 상상할 수 없게 됐고, 반도체에 기반한 기술 혁신으로 오늘날 컴퓨터, 디스플레이, 스마트폰, 인터넷 등 우리 생활에 없어서는 안 될 IT산업도 함께 만개하게 됐다. 우리나라가 반도체와 IT 분야의 세계적 강국이 됐고, 이들 산업이 우리 경제의 중추 역할을 하고 있으니 참으로 감사한 일이 아닐 수 없다.

21세기 빛의 시대에는 전자산업의 기반 위에서 빛을 만들어내고, 빛의 경로를 바꾸고, 빛을 활용하는 광기술이 고도화돼 빛을 통한 인류의 삶의 질 향상, 생활패턴의 혁신적 변화가 이루어질 전망이다. 빛이란 좁은 의미로는 가시광선, 넓은 의미로는 적외선과 자외선, X선, 감마선까지 포함한다. 지금도 빛을 이용하는 산업은 상당히 실용화되고 있다. 가시광선은 형광등과 같은 조명, CD-RW, DVE-ROM과 같은 정보저장 매체, 영상을 기록하는 디지털 카메라와 캠코더, 영상을 보여주는 디스플레이, 광학측정기 등에 이용되고 있다. 적외선은 광섬유를 통해 초고속으로 정보를 전송하는 광통신, 금속의 절단·가공·정밀측정·의료수술 등에 사용되는 레이저, 자외선은 산업체에서 사용되는 리소그라피, UV 경화 등에서 실용화돼 있다. 이밖에 X선은 의료진단, 감마선은 식품의 살균 등에 사용되고 있다.

21세기의 광기술은 우리의 생활편익과 안전하고 건강한 삶은 물론 에너지, 환경보호 등 인류 난제 해결의 주역으로 떠오르게 될 것이다. 곧 우리나라 주요 도시들도 '그린 에코 시티'로서 미래형 도시공간 재창조를 추구하게 되며, 이에 LED기술이 크게 기여하게 될 것이다. LED조명은 에너지 소비를 35~80% 절감할 수 있다. 게다가 옥외에서는 사람과 상호작용하는 도로조명, 문화예술적 미디어파사드, 수려한 도시야경을 제공하고, 옥내에서는 사람의 감성과 신체리듬, 작업환경에 알맞는 웰빙조명으로 기존의 형광등이 할 수 없는 서비스를 창조해 낼 것이다. 빛을 이용하는 경우 데이터 전송과 처리 속도가 현재보다 1만 배 이상 빨라지게 되므로 실시간 원격 화상통신, IPTV, 광컴퓨터 등이 실용화되고, 얼굴 인식을 통한 출입문의 자동개폐와 방범방재가 유지되는 안전주택, 자동차 간 간격 인식에 의한 접근차량 경보와 방어적 자동운전, 편광 안경 없이 보는 실감 나는 3차원 입체영상TV, 스스로 인식해 동작하는 가정용 로봇 등 많은 생활편익이 얻어지게 될 것이다. 건강한 삶의 분야에서는 빛을 이용해 당뇨, 혈류의 흐름을 진단하고, 병원과 환자의 건강정보를 실시간으로 주고 받는 광헬스케어, 빛을 이용한 정교한 수술, 치아 미백, 탈모 방지, 피부 관리, 우울증 치료, 빛을 이용해 재배한 농수산물로부터 고청정·고영양분 농축 식품과 고부가가치 의약품을 생산하게 될 것이다. 효율 높은 태양광 발전, 물의 광분해에 의한 수소 에너지 획득, 해양 바이오오일 수율 향상 등으로 석유 에너지 고갈에 광기술이 이용될 전망이며, 특정 파장의 빛을 이용한 녹조, 적조의 오염방제와 깨끗한 가정용 식수의 자외선 빛을 이용한 살균 소독도 가능하게 될 것이다.

21세기는 빛을 활용하는 산업이 크게 성장할 전망이므로 빛을 다루는 기초원천 분야의 과학기술과 응용기술, 산업기술에 보다 많은 관심이 주어지고, 우리나라의 미래를 이끌고 나갈 젊은이들도 열정을 가지고 밝은 미래를 창조해나가기를 바란다. 부경대 석좌교수


※사외 필자의 견해는 본지의 제작방향과 일치하지 않을 수도 있습니다.