충남대 김영헌 교수팀, ‘Small Structures’에 논문 게재

돌기 가진 금나노입자의 성장 거동 규명 및 물리화학적 특성 제어

(아시아뉴스통신= 최정현기자)

송고일시 : 2023-12-29 15:39

충남대 김영헌 교수팀. 오른쪽에서 시계방향으로 팜티민투 박사과정학생, 정태현 박사과정학생, 김영헌 교수./사진제공=충남대

[아시아뉴스통신=최정현 기자] 충남대학교는 분석과학기술대학원 김영헌 교수팀이 3차원 투과전자현미경 토모그래피(tomography) 분석을 기반으로 독특한 돌기 구조를 갖는 금나노입자의 성장 거동을 규명하고, 입자의 물리화학적 특성을 제어할 수 있는 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.
 
이번 연구는 국제학술지 ‘Small Structures’(IF: 15.9)에 12월18일 게재됐으며, 미세구조제어 및 전자현미경연구실 소속 팜티민투, 정태현 박사과정생이 공동 제1저자로, 김영헌 교수가 교신저자로 참여했다.
 
논문 제목은 ‘Tomography Study and Growth Control of Spiky Gold Nanoparticles’.
 
연구팀이 연구한 ‘돌기를 갖는 금나노입자’는 독특한 물리적, 화학적 특성을 나타낼 수 있고, 약물 전달이나 화학적 촉매 등 다양한 분야에 활용될 수 있어 학계로부터 많은 관심을 받고 있다. 하지만 해당 입자는 매우 작은 크기의 3차원 구조체여서 돌기의 개수나 길이 등 정확한 물리화학적 특성의 확인이 매우 어렵다.
 
이에 연구팀은 3차원 투과전자현미경 토모그래피 분석을 통해 2차원 이미지로만 확인하기 어려운 ‘돌기를 갖는 금나노입자’의 독특한 구조적 특성과 돌기 형성 시 일정한 규칙성의 존재를 확인했다.
 
특히, 연구팀은 이번 연구에서 합성된 금나노입자의 돌기 구조 형성은 합성 초기 단계에서 만들어지는 이십면체(icosahedron) 씨앗 물질 및 쌍정입계(twin boundary)의 형성과 깊게 관련됐다는 것을 규명했다.
 
또, 연구팀은 ‘돌기를 갖는 금나노입자’의 성장 거동 이해를 바탕으로 입자의 돌기 수와 길이, 전체 크기를 일정 수준으로 제어할 수 있는 물리화학적 특성 제어 기술도 확보하는 데 성공했다.
 
김영헌 교수는 “2차원 이미지는 시각화된 정보를 제공한다는 측면에서 매우 중요하지만, 연구자들에게 제한적인 3차원 정보를 제공한다는 측면에서 한계가 명확하다”며 “전자현미경 토모그래피 분석 기술은 나노소재 등 작은 크기의 물질을 다루는 연구자들에게 3차원 정보를 제공할 수 있다는 측면에서 새로운 원리의 탐구와 물질 제어 시도를 가능케 할 것이며, 이번에 확보한 물리화학적 특성 제어 기술은 ‘돌기를 갖는 금나노입자’ 상용화에 한 걸음 더 다가가는 계기가 될 것”이라고 말했다.
 
한편, 이번 연구는 한국연구재단(지역대학우수과학자지원사업)의 지원을 받아 수행됐다.


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