철(Fe)/금(Au) 바코드 나노선 개발
나노선(Nanowire)이란 나노미터 크기의 직경을 가지면서 수백 나노미터에서 수백 마이크로미터의 길이를 가지는 구조를 말한다. 현재 LED 트랜지스터, 자성기억소자, 태양전지 등 다양한 분야에서 각광을 받고 있으며, 최근에는 세포 분리, 바이오센서 등의 바이오 관련 분야에서도 응용 가능성을 타진하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재 나노선 연구에서 세계적으로 가장 큰 이슈는 자성, 광학, 생체적합성 등 여러 기능을 동시에 갖는 나노구조를 개발하는 것이다.
이번 연구에서 김영근 교수 연구팀은 동일한 나노선 상에서 자성층(철층)과 광학층(금층)을 동시 구현하여 다기능화가 가능한 나노구조체 제조를 실현하였다는 점에서 대단히 획기적이며 생체적합성이 우수한 금(Au)을 사용함으로써, 나노선의 바이오 적용에 대한 가능성을 크게 높인 것으로 평가된다.
김영근 교수 연구팀은 양극산화 알루미늄 나노틀을 이용하여 한 개의 도금조에 철과 금의 이온을 동시에 녹인 뒤, 펄스도금법을 사용하여 서로 다른 원소층을 순차적으로 합성하였다. 이러한 방법은 고온이나 복잡한 공정을 거치지 않고 손쉽게 나노선을 합성할 수 있기 때문에 생산율 및 생산비용 측면에서 탁월한 장점을 갖는다.
개발 책임자인 김영근 교수는 “이번에 철/금 다층나노선 개발을 통해 나노기술(NT)과 바이오기술(BT)의 융합은 한층 강화될 것”으로 전망하며 “향후 파급효과를 고려할 때 상당히 의미 있는 원천기술의 개발로 생각한다”라고 언급하였다.
현재 이 기술과 관련하여 국내특허가 출원되었고 해외 특허 출원을 준비 중에 있으며 본 연구에는 연구교수인 우준화 박사와 대학원생인 이주헌 등이 기여하였다.
1. 독일 안게반테 케미 (Angewandte Chemie International Edition (Wiley-VCH사 발행))
화학 분야 세계 최고의 권위지(IF 가장 높음)로 최근 Impact Factor는 9.6이다.
2. 펄스전기도금법 (Pulsed Electrodeposition)
저전류와 고전류를 연속적으로 걸어주는 방법을 말하는 것으로, 환원전위의 차를 이용하여 환원이 잘되는 금속 (예, Au, Ag)과 환원이 잘되지 않는 금속 (예, Fe, Co)을 각각 저전류와 고전류를 이용하여 다층 나노선을 만드는 주요한 방법이다.
3. 투과전자현미경 (TEM, Trasmission Electron Microscope)
투과전자현미경은 전자선을 물질에 투과시켜 원자크기 정도의 미세조직과 화학성분을 정량화할 수 있는 해상력이 뛰어난 분석기기이다. 특히 지난 20여년에 걸쳐 재료과학의 발전과 다양한 종류의 산소재의 개발에는 투과전자현미경의 역할이 매우 컸다.
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