나노기술 및 정책 정보

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● 박형렬·김대식·박노정·정준우 교수(울산과학기술원) 및 정지윤 교수(강원대), 김경완 교수(충북대), 박윤 교수(서울대) 공동 연구팀은 테라헤르츠파를 이용해 나노 공진기 내부 이차원 세계에 갇힌 물 분자의 동역학*이 억제되는 것을 확인

* 물의 동역학 : 물 분자가 특정 주파수에서 특정 운동을 수행하는 것을 말하며, 동역학이 억제되면 물 분자가 잠깐 고체와 같은 성질을 갖게 되는 것

● 연구팀은 원자층 리소그래피 기술을 이용하여 2~20나노미터까지 너비를 조정할 수 있는 나노 공진기를 제작하고, 틈 속에 물을 채워 테라헤르츠 전자기파 투과실험으로 나노미터 두께인 물의 복소 굴절률을 확인

● 연구팀이 제작한 나노 공진기로 2나노미터 너비 틈에서 계면 효과에 의해 물의 피코초 동역학이 억제되는 것을 확인하였으며, 10나노미터 틈에서 물 분자의 피코초 군집 운동이 감소해 동역학이 억제되는 것을 발견

● 해당 연구는 이차원 물 분자의 초이온 상태(superinonic phase) 등을 관찰하거나 DNA, RNA와 같은 용매에 있는 분자들의 동역학 연구하는 데 활용될 수 있으며, 나노 공진기의 크기를 조절해 중적외선·가시광 영역까지 확장하여 후속 연구가 진행될 전망

Science Advances (2024.04.24.), Suppressed terahertz dynamics of water confined in nanometer gaps

※ 한국연구재단과 과학기술정보통신부의 나노소재기술개발사업 지원