화학과

금속자성 나노선을 이용한 카이럴 카모플라주 필름 개발

• 금속자성 코어-쉘 나노선 단일공정 세계최초 합성

• 개발된 나노선을 이용한 비선형 나선구조체 카모플라주 필름 개발

• 초정밀 센싱/이미징 활용 제시

충남대학교 자연과학대학 화학과 이재범 교수 (제1저자: 원유광 (박사2년차), 황다정 (응용화학공학과 석사졸); 주요공동저자: 박세정(응용화학공학과 석사2년), 원미지 (화학과 박사1년), 강소현 (화학과 석사2년) 연구팀이 세계최초로 비등방성 금속자성 나노입자 단일공정 합성법 (one-pot synthesis) 과 이의 카이럴 센싱 및 카모플라주 필름 개발에 성공했다.

이재범 교수는 “본 연구팀은 반응 온도, 시간, 환원제, 전구체 및 합성 후 처리의 효과를 최적화하여 직경 226 ± 25 nm 및 플라즈몬 코어 종횡비 25~82를 가진 매우 균일한 자성 나노선을 단일공정으로 합성을 성공했다.” 라고 밝혔다. 

세계최초로 합성된 자성금속 나노선과 외부 자기장의 상호 작용을 이용하여 한 방향으로만 정밀하게 주기적으로 배열된 광결정 필름을 만들어 편광에 민감한 생생한 카모플라주 구조색 (structural coloration)을 얻었다.

또한, 이 카이럴 구조체 필름을 이용하여 단백질과 같은 분석물와 나노입자 계열 사이의 상호 작용에서 대칭 파괴 현상 (symmetry breaking) 을 이용해 나노몰 (nmol)까지 측정 가능한 새로운 형태의 카이럴 센서를 소개했다.

이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업으로 진행했고, 나노과학기술분야의 세계적 학술지인 “ACS Nano” (Impact factor: 15.881)에 온라인 게재되었다. (논문제목: One-Pot Synthesis of Magnetoplasmonic Au@FexOy Nanowires: Bio-inspired Bouligand Chiral Stack) https://pubs.acs.org/articlesonrequest/AOR-DUFG2UQWI7ZAIZYVJZTW