금속 간 미세간격을 조절해 1나노미터(㎚) 크기 초미세간극 금속센서를 제작하는 기술이 개발됐다.
강태욱 서강대 교수팀과 버클리대 연구팀은 협력연구를 통해 균일한 금속 간 초미세간극을 대면적으로 제작하는데 성공했다고 3일 밝혔다.
금속기판을 계속해서 자르는 기존 방식은 비용이 많이 들고 작업공정이 비효율적이었다. 금속 나노입자의 자가배열을 이용하는 방법도 금속 나노입자 특성상 서로 뭉치게 돼 간극이 아예 존재하지 않는 문제점이 있었다.
연구팀은 기존 기술의 문제점을 해결하기 위해 금속 나노입자에 껍질을 씌우고 입자를 자가배열한 후 껍질만 선택적으로 제거하는 손쉬운 방법을 사용해 1나노미터 크기 초미세간극을 대면적으로 만들었다.
금속 나노입자들 간의 거리가 머리카락 굵기 10만분의 1만큼 줄어들어 초미세간극을 형성하면, 금속 나노입자 주변 전자기장을 강하게 증폭시킨다. 간극이 줄어들수록 더 낮은 농도의 물질을 더 빠르게 검출할 수 있어 다양한 센서로 응용할 수 있다.
제작한 초미세간극 금속 구조체는 물리적·광학적 성질이 우수해 전지, 광촉매, 메타 물질, 질병진단센서 등 다양한 분야에 응용할 수 있다.
강태욱 교수는 “초미세간극 금속 나노소재는 우수한 특성에도 불구하고 고도의 전문성과 기술력이 필요해 대부분 연구실 수준에 머무르고 있다”며 “이번 연구가 초미세간극 금속 나노소재 개발과 응용에 도움을 줘 나노바이오센서 분야 실용화와 산업화를 앞당길 것으로 기대한다”고 밝혔다.
연구결과는 국제학술지 ‘어드밴스트 머티리얼스(Advanced Materials)’ 8월 5일자 표지논문으로 선정됐다.
권건호기자 wingh1@etnews.com
