나노기술 및 정책 정보

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영국의 맨체스터 대학교(University of Manchester) 연구팀이 그래핀의 표면 특성이 용액에서 얻은 유기 결정의 구조를 제어하는 ​​데 사용될 수 있음을 입증했음. 유기 결정 구조는 식품, 폭발물, 색소 및 의약품과 같은 많은 제품에서 찾아볼 수 있음. 그러나 유기 결정은 다형체라고하는 다른 구조를 가질 수 있음. 이러한 각 형태는 동일한 화학조성을 가지고 있음에도 불구하고 매우 다른 물리적 및 화학적 특성을 가지고 있음. 예를 들면 다이아몬드와 흑연은 모두 탄소원자로 구성되어 있기 때문에 다형체이지만 결합된 원자가 서로 다른 구조를 형성하기 때문에 매우 다른 특성을 가지게 됨. 동일한 개념이 유기분자로 확장됨. 잘못된 다형체는 음식의 맛을 나쁘게 하거나 약물의 효과를 떨어뜨릴 수 있기 때문에 물질이 분자수준에서 어떻게 작용하는지 이해하고 이에 적절히 반응을 유도하는 것이 중요함. 다형성 관련 문제로 시장에서 퇴출된 약물의 몇 가지 예가 있음. 따라서 특정한 다형체로의 생산은 현재 연구와 산업 모두에서 근본적인 문제이며 동시에 도전적인 일임.

연구팀의 새로운 연구에 따르면 유기분자를 포함하는 증발 용액에 그래핀을 첨가하면 특정 결정형태에 대한 선택성이 크게 향상 될 수 있음이 입증되었음. 이것은 지금까지 완전히 탐구되지 않은 결정공학 분야에서 그래핀의 새로운 응용 가능성을 보여줌. 연구팀은 궁극적으로 그래핀과 같은 첨단재료와 나노기술 도구를 통해 용액에서 유기분자의 결정화를 근본적인 새로운 방식으로 연구할 수 있음을 보여주었음. 결정공학 분야에서 그래핀의 잠재력을 더 조사하기 위해 의약품 및 식품에 일반적으로 사용되는 유기분자에 대해 연구를 수행하였음. 연구팀은 그래핀의 표면 특성을 조정함으로써 생산된 다형체의 유형을 변경할 수 있음을 보여주었음. 가장 단순한 아미노산인 글리신은 참조 분자로 사용되었으며, 다른 유형의 그래핀은 첨가제 또는 주형으로 사용되었음. 연구팀은 다양한 산소함량을 가진 여러 유형의 그래핀을 사용하고 결정에 미치는 영향을 조사하였으며, 그래핀의 산소함량에 따라 결정화를 선택할 수 있음을 관찰함.

본 연구 성과는 ‘ACS Nano’ (“Exploiting the Surface Properties of Graphene for Polymorph Selectivity”) 지에 게재됨