KRISS-KAIST, 나노입자 표면 분석 신기술 개발

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이태걸 KRISS 나노바이오측정센터 책임연구원이 나노입자 표면 분석에 사용되는 이차이온질량분석 장비의 측정원리를 설명하고 있다.
<이태걸 KRISS 나노바이오측정센터 책임연구원이 나노입자 표면 분석에 사용되는 이차이온질량분석 장비의 측정원리를 설명하고 있다.>

질량분석과 적외선 분광법으로 나노입자 표면을 분석하는 신기술이 개발됐다.

한국표준과학연구원(KRISS·원장 신용현)은 이태걸 나노바이오측정센터 책임연구원과 한상우 KAIST 화학과 교수 연구팀이 공동으로 이차이온질량분석기와 적외선분광분석기 이미징을 동시에 이용한 `나노입자 표면 분자 분석 기술`을 개발했다고 21일 밝혔다.

연구진은 기존 기술로 확인이 어려웠던 나노입자와 상호 작용을 하는 수백 달톤(Dalton, 원자질량 단위) 수준 분자를 직접 확인했다.

표면에 존재하는 분자 결합 상태까지 밝혔다는 점에서 의미가 크다는 것이 연구진 설명이다.

나노입자는 형상에 변화를 줄 경우 성질도 크게 달라져 바이오, 디스플레이 산업에서부터 의약, 화장품 산업까지 다양하게 활용되고 있다. 나노입자 성질이나 독성 유무를 파악하기 위해서는 나노입자 표면에 존재하는 분자 특성을 정확하게 파악하는 것이 중요하다.

기존 나노입자 표면 분석 방법은 나노입자와 용매액이 섞인 샘플 자체를 검사해 정확한 분석이 사실 어려웠다. 이번에 개발된 기술은 나노입자를 실리콘 웨이퍼 위에 떨어뜨려 자기조립패턴을 형성한 뒤 샘플표면을 이미징하는 방법으로 나노입자뿐 아니라 입자 표면 분자에 대한 정보를 직접 분석한다.

한상우 KAIST 화학과 교수
<한상우 KAIST 화학과 교수>

연구진은 이차이온질량분석기를 이용해 나노입자와 입자 표면 유기분자와 상호연관성을 분석했다. 적외선분광분석기를 이용해 분자 결합상태에 따라 달라지는 진동 모드 차이를 측정, 분석했다. 이 분석기를 이용하면 유기분자가 입자 표면에 어떤 형태로 결합하고 있는지를 밝혀낼 수 있다.

이태걸 책임연구원은 “나노입자 표면 유기분자를 분자 수준에서 분석했다”며 “실제와 가장 가까운 나노입자 표면 상태를 확인할 수 있다는 점에서 중요한 의의를 가진다”고 말했다.

한상우 KAIST 화학과 교수는 “향후 다양한 산업 분야에서 사용될 나노입자의 합성과 개질에 필요한 기초분석기술로 활용성이 기대된다”고 덧붙였다.

연구결과는 나노물질분야 국제학술지 나노스케일 (Nanoscale) 2월 28일자에 게재됐다.

CdSe/ZnS 양자점 나노입자 분석 개념도.두 가지 상태의 나노입자를 실리콘 웨이퍼 위에 떨어뜨려 자기조립패턴을 형성 후 이온 빔 및 적외선 빔을 이용하여 표면을 분석한다.
<CdSe/ZnS 양자점 나노입자 분석 개념도.두 가지 상태의 나노입자를 실리콘 웨이퍼 위에 떨어뜨려 자기조립패턴을 형성 후 이온 빔 및 적외선 빔을 이용하여 표면을 분석한다.>

대전=박희범 과학기술 전문기자 hbpark@etnews.com