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김주영 경상대 교수팀, 나노미터 미세 공간 금 나노 막대 형태 제어법 개발
기사입력: 2020/09/21 [12:01]
유용식 기자 유용식 기자의 다른기사 보기 필자의 다른기사 보기
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▲ 경상대 김주영 교수, 배정원 학생 



새로운 기능의 하이브리드 나노소재 개발법 창출

화학과 글로벌 네트워크 연구실 지원 성과

 

국립 경상대학교(GNU) 자연과학대학 화학과 김주영 교수팀이 다공성 소재로 구성한 나노미터의 미세 공간에서 금 나노 막대의 형태를 제어하는 연구를 발표했다.


연구 결과는 세계적으로 권위 있는 나노 과학 분야 과학기술논문 인용 색인(SCI)급 국제 저널인 ‘나노 리서치(Nano Research)’에 게재됐다. 발표한 논문은 ‘나노미터 국소 공간의 금 나노막대 형태 변형에 대한 메카니즘 고찰’이다.


이 연구에 활용한 다공성 소재인 금속-유기 골격체는 무수한 미세기공으로 구성돼 표면적이 높은 소재로서 흡착제, 센서, 약물 전달체로 유용한 물질이다. 또한 금 나노 막대는 모양과 크기에 따라 다양한 광학적 특성을 보여주며 광화학과 의화학에 활발히 적용되고 있는 대표적인 나노 소재다.


이러한 나노 소재들을 접목해 개별 물질에서 볼 수 없었던 새로운 특성 창출을 기대할 수 있다. 하지만, 최적화한 하이브리드 나노 소재를 개발하기 위해 정밀 반응제어법 개발이 필수적이며, 그중 나노미터 단위의 미세공간에서 화학 반응 제어에 대한 이해는 부족한 상태다.


김주영 교수 연구팀은 50나노미터 길이의 막대 형태 금 나노입자를 금속-유기 골격체로 코팅한 후, 나노미터의 제한된 내부 공간에서 식각 및 재성장 화학반응을 통해 금 나노입자의 형태 변화를 제어할 수 있었다.


일반적인 형태 변화와 달리 미세 공간의 영향을 받아 느린 식각 반응 및 분지형(branch) 나노입자 성장을 확인할 수 있었다. 이 연구 결과는 제한된 나노미터 공간에서의 화학반응 제어에 대한 통찰을 제공하며 하이브리드 나노 소재 개발에 기여할 것으로 기대를 모으고 있다.


경상대학교 화학과 BK교육연구단은 국제 공동연구 활성화의 일환인 글로벌 네트워크 연구실 시스템을 통해 이 연구를 지원해 우수한 연구성과를 도출했다. 이 논문 제1저자인 석·박사통합과정 배정원 씨는 미국 일리노이대학교에서 방문연구를 수행하며 최신 소재 분석법을 습득해 활용했다.


이 연구는 한국연구재단 신진연구, 한국기초과학지원연구원 국가연구시설장비진흥센터와 한국에너지기술평가원 알키미스트 지원사업으로 이뤄졌다.

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