국내연구팀, 1 나노급 초미세간극 금속센서 개발 성공...나노소재 산업화 앞당겨
  • 원태영 기자 (won@sisabiz.com)
  • 승인 2015.08.03 16:47
  • 호수 931
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국제학술지 어드밴스드 머티리얼스지(Advanced Materials) 8월 5일자 표지논문으로 선정
강태욱 서강대 화공생명공학과 교수 / 사진 = 미래부 제공

국내 연구진이 1나노미터(㎚=10억분의 1m)급 초미세간극 금속센서 제작에 성공했다. 센서 개발 원천기술을 확보하고 나노바이오센서 분야 산업화를 앞당길 것으로 기대된다.

미래창조과학부(미래부)는 강태욱 서강대학교 화공생명공학과 교수팀이 금속 코어와 껍질로 구성된 나노 입자들의 단일층에서 껍질을 선택적으로 제거하는 방법으로 대면적 초미세간극(ultrasmall gap) 금속센서 제작에 성공했다고 3일 밝혔다.

금속기판을 계속해서 자르는 기존 방식은 비용이 많이 들고 작업공정이 비효율적이었다. 금속 나노입자의 자가배열을 이용하는 방법도 금속 나노입자 특성상 서로 뭉치게 돼 간극이 아예 존재하지 않는 문제점이 있었다.

연구팀은 기존 기술의 문제점을 해결하기 위해 금속 나노입자에 껍질을 씌우고 입자를 자가배열한 후 껍질만 선택적으로 제거하는 방법을 사용했다. 이를 이용해 1나노미터 크기 초미세간극을 대면적으로 만들수 있었다.

금속 나노입자들 간의 거리가 머리카락 굵기 10만분의 1만큼 줄어들어 초미세간극을 형성하면, 금속 나노입자 주변 전자기장을 강하게 증폭시킨다. 간극이 줄어들수록 더 낮은 농도의 물질을 더 빠르게 검출할 수 있어 다양한 센서로 응용할 수 있다.

이와 같은 초미세간극을 갖는 금속 구조체는 전지(photovoltaics), 광촉매(photocatalysis), 메타 물질(metamaterials), 질병진단센서 개발 등 다양한 분야에서 폭넓게 응용될 것으로 기대된다.

강태욱 교수는 "초미세간극 금속 나노소재는 우수한 특성에도 불구하고 고도의 전문성과 기술력 요구 때문에 대부분 연구실 수준에 머무르고 있다"면서 "(이번 연구성과가) 나노바이오센서의 실용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다.

연구팀은 버클리대학교(UC Berkeley) 연구팀과의 국제협력을 통해 이번 연구를 진행했다. 연구결과는 국제학술지 어드밴스드 머티리얼스지(Advanced Materials) 2015년 8월 5일자 표지논문으로 선정됐다.

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