나노기술 및 정책 정보

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코넬, 노스웨스턴, 버지니아 대학교(Cornell University, Northwestern University and University of Virginia) 공동연구팀이 보완적인 이미징 기술을 결합하여 인간 법랑질의 원자 구조를 탐색하여 치아의 기본 구성 요소에 작은 화학적 결함을 밝히는데 성공함. 이 발견은 충치를 예방하거나 치료할 수 있게 할 것으로 기대됨. 치아 법랑질은 씹는 거친 과정을 견딜 수 있는 튼튼한 물질이지만 입안의 과도한 산은 법랑질을 부패시키기 쉬움. 과학자들은 이전에 법랑질을 구성하는 결정체를 살펴보았지만, 그 구조와 화학 성분의 나노 크기 이미지는 얻기가 더 어려웠음. 하나의 방법인 주사 투과 전자 현미경(STEM)에서 전자 빔으로 샘플을 관찰하였으나 그 과정에는 한계가 있었음. 즉, 에나멜은 기계적으로 매우 강한 재료이지만 전자 현미경의 전자 빔에 매우 민감함. 예를 들어 전자 분야에서 사용되는 결정질 물질과 비교할 때 법랑질 결정에는 조사량의 일부만 사용됨. 일반적으로 원자 규모까지 분석하려면 물질에 더 많은 양의 전자를 조사해야 함. 그러나 정보를 얻기 전에 에나멜 물질이 손상되는 문제가 있음. 연구팀은 원자 프로브 단층 촬영으로 민감한 생물학적 물질을 이미징해 왔음. 또한, 전자선 조사에 민감한 샘플을 저온에서 전자현미경으로 원자구조를 이미징함으로 전자가 원자와 상호 작용할 때 얼마나 많은 에너지가 손실되는지 측정하여 샘플의 화학 성분을 안전하게 매핑할 수 있었음.

본 연구 성과는 ‘Nature’ ("Chemical Gradients in Human Enamel Crystallites") 지에 게재됨