나노기술 및 정책 정보

• 목록

● 서울대학교 화학생물공학부 박정원 교수, 중앙대학교 화학과 및 세포화학동력학 창의연구단 성재영․김지현 교수 공동연구팀이 초미세 금 나노입자들의 액체상 움직임을 관찰할 수 있는 그래핀 주머니(liquid cell)를 제작

● 나노입자의 움직임 관찰을 위한 액상 투과전자현미경 방법이 개발되었지만, 극미량의 나노입자 용액을 담는 질화규소 액상 용기의 표면이 강한 전하를 띠어 나노입자의 운동에 간섭하는 문제점이 발생

● 이에 연구팀은 두 장의 그래핀 사이에 나노입자 용액을 가두어서 초미세 나노입자의 실시간 움직임을 간섭 없이 관찰하는 데 성공

● 그래핀 주머니로 통계적 해석이 가능할 정도로 많은 초미세 나노입자들의 운동과 응집반응을 관찰할 수 있었고, 이를 토대로 새로운 모델과 이론을 제시

● 연구 결과, 나노입자의 확산속도가 입자마다 다르고 하나의 입자에 대해서도 입자 주변 환경 변화에 따라 동적으로 요동치는 것을 새롭게 확인하였으며, 나노입자 간 응집반응은 나노입자를 둘러싼 리간드들로 인해 두 단계에 걸쳐 일어난다는 점도 밝혀냄.

● 향후 연구팀은 세포 내부처럼 복잡한 환경에서 화학 반응에 참여하는 단일 분자나 효소의 움직임을 관찰할 예정

※ 용어설명

- 그래핀(Graphene): 탄소 원자를 안정적으로 펼친 구조로, 두께는 0.2nm(나노미터)인 단층으로 구성되어 매우 얇지만, 전기전도도는 높은 신소재

- 투과전자현미경(transmission electron microscopy): 일반 광학현미경보다 수백 배 작은 물체도 관찰하기 위해 전자빔을 표본에 투과시켜 확대상을 얻어내는 현미경

- 질화규소 액상 용기: 투과전자현미경에 쓰이는 질화규소 소재 액체 용기

※ Science Advances 게재(2021.12.02.), “Real-space imaging of nanoparticle transport and interaction dynamics by graphene liquid cell TEM”

※ 과학기술정보통신부, 한국연구재단(리더연구지원사업, 중견연구지원사업, 수소에너지혁신 기술개발 사업) 지원