당신의 마음을 사로잡을 퀀텀 컬러

과학

Sep 13

2021년 5월 28일
6분 전 읽기

기술 선구자 제이슨 하트러브가 작은 입자를 사용하여 TV의 미래와 그 너머를 재구성하는 방법

글: 아담 코박
그림: 앨런 마티아스

제이슨 하트러브는 어렸을 때의 단순한 생각에서 기술 분야의 혁신을 꿈꾸기 시작했습니다. 토요일 아침 만화를 보거나 박물관 전시를 관람하면서 많은 어린이들이 가졌던 생각입니다. 강력한 물건이나 물리적 우주의 신비에 대한 어린아이의 순수한 매혹에서 비롯된 생각입니다.

즉, 레이저는 정말 멋지다는 생각이 들었습니다.

나노시스의 사장 겸 CEO인 하트러브는 UCLA에서 물리학 석사 학위를 취득하는 형을 지켜보면서 그 깨달음을 얻게 되었습니다. 1970년대는 형제 중 형인 하트러브가 꽤 멋진 기술을 연구하던 시기였습니다. 그의 헌신은 "광자"라는 별명을 얻게 할 정도로 대단했습니다. 물리학에 대한 사랑과 과학이 가능하게 한 모든 것에 대한 애정은 동생에게 큰 인상을 남겼습니다.

저는 실험실에 가서 그가 하는 일을 보고 있었어요. 레이저 빔의 순수한 색을 보니 거의 마법과도 같은 속성을 지니고 있었습니다. 아무도 그런 것을 본 적이 없었어요!"라고 하트러브는 말합니다. "저는 이걸 보고 경외감을 느꼈던 기억이 납니다."

50년이 지난 지금도 그 느낌은 사라지지 않았고, 이후 하트러브는 광학 분야에서 영향력 있는 여러 기술 개발에 참여한 경력을 쌓은 후에도 여전히 남아 있습니다. 휴렛팩커드 연구소에서 근무하는 동안 그는 지금은 보편화된 광학 마우스의 공동 발명가였습니다. 이후에는 지금 이 순간 여러분의 주머니에 들어 있을지도 모르는, 스마트폰에 탑재된 카메라의 주축이 되는 CMOS 이미지 센서 기술을 개발하는 데 주력했습니다.

이제 하트러브는 최첨단 기술을 향한 열정을 퀀텀닷으로 전환했습니다. 퀀텀닷이라는 이름은 미래형 캔디처럼 들리기도 하고, 퀀텀닷 자체도 공상 과학 소설에서나 나올 법한 이야기처럼 들리기도 합니다. 기본적으로 퀀텀닷은 크기가 수 나노미터에 불과한 아주 작은 반도체입니다(규모를 고려하면 DNA 분자의 폭은 약 2.5나노미터입니다). 빛을 비추면 퀀텀닷이 빛을 냅니다. 이를 스크린에 조합하면 사람들은 경기장에 직접 가지 않고도 축구 경기에서 본 적 없는 색상을 볼 수 있습니다. 간단히 말해, 퀀텀닷은 디스플레이 기술의 다음 단계이며 나노시스는 이를 가능하게 하는 회사입니다.

퀀텀닷을 만드는 것은 우리뿐입니다."라고 하트러브는 말합니다. "연구 모드에 있는 회사는 많지만, 지금까지 소비자용 제품에 사용된 퀀텀닷의 98% 이상이 나노시스 또는 라이선스를 보유한 제조 파트너에서 생산되었습니다."

도트는 1980년대로 거슬러 올라가는 최초의 연구로, 새로운 기술은 아닙니다. 하트러브는 2000년대 초 애질런트 테크놀로지스에서 근무하면서 도트를 처음 접했습니다. 그 회사의 한 그룹은 미세 구멍을 사용하여 시약이 들어 있는 채널을 통해 액체를 끌어당기는 측면 흐름 분석법을 연구하고 있었습니다. 이 기술을 사용하면 혈액이나 소변과 같은 유체를 매우 정밀하게 측정할 수 있는데, 하트러브의 상상력을 사로잡은 시약 중 하나였습니다.

"당시 퀀텀닷은 저에게 생소했고 기본적으로 형광 마커로 사용되고 있었습니다. 너무 작고 밝기 때문에 예를 들어 단백질이나 항원 등에 부착할 수 있었습니다."

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예를 들어 의료용으로의 활용은 분명했습니다. 하지만 하트러브는 당시 그 누구도 예상하지 못했던 생생한 컬러에서 더 큰 가능성을 보았습니다. 유명한 벨 연구소의 화학자였던 퀀텀닷 선구자 루이스 브루스 박사는 90년대에 함께 일할 당시만 해도 퀀텀닷이 미래에 디스플레이에 적용되리라고는 전혀 생각하지 못했다고 말합니다. 바로 그때 하트러브의 비전이 실현된 것입니다. 물론 그가 상상하던 것을 시장에 출시하는 데 장애물이 없었던 것은 아닙니다.

"이 물질들은 합성하기가 매우 어려웠기 때문에 마이크로그램을 만드는 데 매우 비싼 공정이 필요했습니다. 아무도 다루고 싶어 하지 않는 중금속도 있었습니다. 그리고 완전히 불안정했기 때문에 어떤 종류의 실용적인 응용 분야에서도 유용하게 사용할 수 없었습니다."

제가 나노시스에 왔을 때만 해도 우리는 여전히 그 단계에 머물러 있었습니다. 실험실 밖에서 오래 보관할 수 없었죠. 1킬로그램을 합성하는 데 약 100만 달러가 들었죠. 안정성 측면에서는 거의 전무한 상태였죠."

그 후 13년 동안 기술 전반적으로 많은 발전이 있었습니다. 하트러브는 사람들이 제품을 보고 주문했다가 상품을 받았을 때 색상이 모두 틀린 것을 발견하는 경우가 많았는데, 아마존은 나노시스의 잠재력을 가장 먼저 알아본 기업 중 하나였습니다.

"그들은 고객 경험을 개선하고자 하는 의욕이 있었습니다. 그들은 킨들 파이어에 퀀텀닷을 사용했고 이것이 최초의 애플리케이션이었습니다. 이를 통해 할리우드 사람들은 더 넓은 색 영역으로 이야기를 전달하는 것의 이점을 확인할 수 있었습니다."

2015년에 삼성이 뒤를 이어 퀀텀닷이 여러 회사의 상용 제품에 적용되면서 고급 TV 시장에서 퀀텀닷 스크린은 전체 제품의 65%, 전체 TV 시장의 최대 15%를 차지하게 되었습니다.

이는 기술의 잠재력 중 극히 일부에 불과합니다. 이전의 많은 과학자들과 마찬가지로 하트러브는 소설에서 영감을 얻습니다. 그가 상상하는 실제 미래는 영화 마이너리티 리포트에 나오는 것과 매우 유사하며, 초현실적인 화면으로 실시간 대화형 촉각 경험을 제공하는 것이 일반인의 일상 생활의 일부가 될 것입니다.

예를 들어, 마지막으로 윈도우 쇼핑을 갔을 때 보았던 매장 진열대를 상상해 보세요. 몇 년 전만 해도 그 쇼윈도에는 매장의 상품을 입은 마네킹 몇 개만 있었을 것입니다. 이제는 고객이 실제로 상호작용할 수 있는 스크린을 볼 수 있습니다. 하지만 몇 가지 예외를 제외하면 이러한 스크린은 해상도가 낮고 가격이 저렴합니다. 앞으로는 더 이상 그러지 않을 것입니다.

우리가 작업 중인 것은 이를 개선하여 더욱 생생하고 본능적이며 인터랙티브한 디스플레이를 만드는 것입니다."

"매장 쇼윈도에 있는 모든 것을 통해 여러분의 경험을 풍부하게 해줄 수 있을 것입니다. 매장 쇼윈도에 진열된 옷을 입은 모습을 보여줄 수도 있죠. 매장에 들어가지 않아도 그 옷이 자신에게 어떻게 어울릴지 알 수 있을 것입니다."

짧은 기간 동안 기술이 얼마나 많은 발전을 이루었는지 기억한다면 이 말이 믿기지 않을 것입니다. 하트러브는 퀀텀닷을 상업적으로 사용하는 것이 비싸고 어렵고 심지어 위험해 보였던 첫 번째 아이폰이 출시되던 해에 나노시스에 처음 입사했습니다. 이제 이러한 기기가 없는 삶은 상상하기 어렵습니다.

말장난을 용서해 주세요. 하지만 하트러브의 미래는 밝아 보입니다.

"정말 숨이 멎을 정도로 놀랍습니다. 2008년에 이 회사에 들어와서 병에 담긴 작은 화학 물질을 보고 5년 후 첫 제품을 출시했고, 그로부터 8년이 지난 지금 5천만 명의 사람들이 이 제품을 가정에서 사용하고 있다는 사실을 생각하면 정말 놀랍습니다. 역사상 이렇게 빠른 혁신이 일어나고 이렇게 널리 확산된 적이 없었던 것 같습니다."