나노기술 및 정책 정보

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● 한국원자력연구원의 장종대 박사 연구팀이 ‘2차원 자가-격자배열 메커니즘’을 세계 최초로 규명

● 연구팀은 자체 개발한 ‘유‧무기 하이브리드 나노 구조체’에서 금 나노입자들이 격자구조로 정렬되는 순간을 포착하였으며, 구조체 특정 공간의 두께 변화에 따라 금 나노입자의 배열이 달라진다는 사실도 확인

● 구조체는 가운데가 비어 있는 구 형태이며, 금 나노입자와 유기 분자 체인은 껍질 부분에만 모여 있고 금 나노입자는 두 개의 유기 분자 체인 층 사이 공간에 위치

● 유기 분자 체인 사이 공간의 폭을 금 나노입자의 지름과 유사하게 4nm(나노미터)로 조절하였을 때 금 나노입자들이 각 꼭짓점과 중심점에 위치하는 ‘중심 직사각형(centered rectangular)’ 형태로 배열되었으며, 해당 공간이 금 나노입자의 지름보다 얇거나 두꺼운 경우에는 무작위성을 나타냄

● 특히, 이번 연구에서 나노미터 크기로 섞여 있는 유‧무기 나노입자들의 응집 형태를 규명하고자 중성자 소각 산란 장치(SANS)를 활용

● SANS는 연구용 원자로 ‘하나로’에서 생산된 중성자를 영하 250도의 액체수소로 극저온화한 냉중성자로 물질의 구조를 분석하며, 냉중성자는 1~100nm 영역의 물질 구조를 연구하는 데 적합하고 분자체에 조사하면 물질 구조 정보를 얻는 것이 가능

● 금 나노입자의 규칙성 있는 분포는 구조체의 품질을 향상시키는 중요한 요건으로 연구팀이 개발한 금 나노입자 구조체는 약물 전달 운송체, 전자교환을 위한 나노제품 등 다양한 분야에서 활용이 기대

● 연구팀은 향후 연구원의 독보적인 산란 기술을 활용하여 차세대에 활용 가능한 고성능 하이브리드 구조체 개발 방법을 모색할 예정

※ Scientific Reports 게재(2022.03.16.), “Conformational Control of Two-dimensional Gold Nanoparticle Arraysin an Confined Geometry within a Vesicular Wall”

※ 과학기술정보통신부(방사선기술개발사업) 지원