나노입자 표면상태 정밀분석 가능

KRISS-KAIST 관련 기술 개발

질량분석·적외선 분광법 이용

국내 연구진이 다양한 산업에서 활용 중인 나노입자의 특성에 중요한 역할을 하는 나노입자 표면 분자의 정밀 분석이 가능한 신기술을 개발했다.

이태걸 한국표준과학연구원(KRISS) 나노바이오측정센터 박사와 한상우 KAIST 화학과 교수 공동 연구팀은 이차이온질량분석기와 적외선분광분석기 이미징을 통해 ‘나노입자 표면의 분자’를 분석할 수 있는 기술을 개발했다고 21일 밝혔다.

나노입자와 상호작용하는 수백 달톤(Dalton) 수준의 분자를 직접확인 한 것이 이번 연구의 핵심이다.

이는 표면에 존재하는 분자의 결합 상태까지 규명한 것에 의미가 있다.

나노입자는 형상에 변화를 주면 성질도 달라지는 특성이 있어 바이오ㆍ디스플레이ㆍ의약ㆍ화장품 산업까지 다양하게 활용된다.

사용되는 나노입자의 특성을 파악하기 위해선 나노입자뿐만 아니라 입자 표면에 존재하는 분자의 특성까지 알아내는 게 중요하다.

하지만 기존 기술은 나노입자와 용매액이 섞인 샘플 자체를 검사하는 방식으로 정확한 특성 파악이 어려웠다.

이번 기술은 나노입자를 실리콘 웨이퍼 위에 떨어뜨려 자기조립패턴을 형성한 후, 샘플표면을 이미징 해 나노입자와 입자 표면 분자에 대한 정보를 직접 분석해냈다.

연구팀은 이차이온질량분석기를 이용해 나노입자와 입자 표면의 유기분자와의 상호연관성을 분석했다.

연구팀은 이와 동시에 적외선분광분석기를 이용해 분자의 결합상태에 따라 달라지는 진동 모드의 차이를 측정하고 분석해 유기분자가 입자 표면에 어떤 형태로 결합하고 있는지를 찾아냈다.

KRISS 나노바이오측정센터 이태걸 박사는 “이번 연구결과는 나노입자 표면의 유기분자를 분자적 수준에서 분석함으로써 가장 실제와 가까운 나노입자의 표면 상태를 확인할 수 있다는 점에서 중요한 의의를 가진다”고 말했다.

KAIST 화학과 한상우 교수는 “앞으로 다양한 산업 분야에서 사용될 나노입자의 합성과 개질에 필요한 기초분석기술로 활용이 기대된다”고 설명했다.

이번 연구결과는 지난 2월 28일 학술지 나노스케일(Nanoscale)에 게재됐다. 최소망 기자 somangchoi@