나노기술 및 정책 정보

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● 미국 Sharon Glotzer 교수(University of Michigan) 연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 나노입자로 이루어진 케이지 구조를 개발

● 연구팀은 기존에 개발한 쌍뿔형 나노입자 기반 포접 구조체를 대상으로 각 나노입자에서 중앙부 모서리 3개소를 절단해 케이지 내부 공간을 형성하되 입자의 측면들은 온전히 유지하여 구조가 달라지지 않도록 방지

● 해당 케이지 구조에 다른 형태의 입자가 들어오면 게스트 입자로 포획되며, 이때 쌍뿔형 입자들로 구성된 구조는 별도의 결합력 없이 전적으로 엔트로피 구획화(entropy compartmentalization) 현상에 의해 안정화

● 따라서, 호스트 입자 네트워크는 단일 물체처럼 고정된 상태로 움직이는 거동을 보이는 반면 게스트 입자는 계속해서 회전하는 현상이 나타나며, 게스트 입자를 제거하면 쌍뿔형 입자가 케이지 내부 공간으로 진입해 회전하면서 엔트로피를 최대화

● 해당 케이지 구조는 천연 결정으로는 불가능한 방식으로 빛을 조작할 수 있는 첨단 광자 소재의 개발이 가능할 것으로 기대

Nature Chemistry (2023.05.25.), Entropy compartmentalization stabilizes open host–guest colloidal clathrates