[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국연구재단은 한국과학기술원(KAIST) 윤동기 교수 연구팀이 DNA를 이용해 센티미터 크기의 넓은 면적에서 적용 가능한 금 나노막대 배향 제어 기술을 개발했다고 26일 밝혔다.
금 나노막대란 금을 나노 크기의 막대 형태로 제조한 입자로 나노입자의 대표적 특성인 표면 플라즈몬 공명을 조절해 발현 색을 바꿀 수 있다. 이러한 특성은 배열 형태에 따라 달라지기 때문에 금 나노막대의 배향을 조절하는 것이 매우 중요하다.
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| 대면적에 배향된 금 나노막대-DNA 박막의 현미경 이미지 및 모식도.[제공=한국연구재단] |
금 나노막대와 같은 플라즈모닉 나노입자는 표면 플라즈몬 공명이라는 독특한 광학적·전기적 성질을 갖고 있어 LCD와 같은 광전자 소자 등 차세대 플랫폼의 핵심 소재로 주목받고 있다.
기존에는 마이크로미터 수준에서 성공했을 뿐 센티미터 단위의 넓은 면적에서 일정방향으로 배열되는 배향 문제 때문에 실제 응용에 한계가 있었다. 지금까지의 일부 연구 결과도 나노 입자의 배향을 마이크로미터 영역의 국소부위에만 성공하는 수준이었다.
연구팀은 DNA를 매개체로 이용해 금 나노막대를 수 센티미터 수준의 넓은 면적에서 배향시킬 수 있는 기술을 개발했다. 이를 활용해 평행, 수직, 지그재그 등의 다양한 정렬을 갖는 금 나노막대 고배향 박막을 제작했다.
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| [사진=윤동기 KAIST 교수] |
연구팀은 연어에서 간단히 추출한 DNA 소재를 활용했다. 기존 인공합성 DNA에 비해 1000배 이상 비용이 저렴하다. 또 간단하게 자르는 힘을 가하는 방법으로 DNA 분자를 쉽게 조절할 수 있어 대규모 제작과 광전자 소자에 대한 응용도 가능할 것으로 기대된다.
윤동기 교수는 “이번 연구는 DNA와 금 나노입자의 상호작용을 이용해 혼합물을 정렬시키는 기술을 개발한 것”이라며 “금 나노막대 입자 뿐 아니라 다양한 특성을 갖는 나노입자 배향 조절로 확장될 수 있어 광전소자 및 센서 분야에 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
이번 연구성과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 매터리얼즈’ 10월 10일자 논문으로 게재됐다.
nbgkoo@heraldcorp.com
