[오늘의 과학자]'1나노급 금속센서' 개발…광촉매·질병센서 응용 기대

머니투데이

류준영 기자

서강대학교 강태욱 교수팀은 버클리대(UC Berkeley) 연구팀과 함께 대면적의 초미세간극 금속센서 제작에 성공했다고 3일 밝혔다.

금속기판을 계속해서 자르는 기존 방식은 작업공정이 매우 비싸고 비효율적이었다.

금속 나노입자들의 자가배열을 이용하는 방법도 금속 나노입자의 특성상 서로 뭉치게 돼 간극이 아예 존재하지 않는 문제점이 따랐다.

이에 연구팀은 기존 기술들의 문제점을 해결하기 위해 금속 나노입자에 껍질을 씌우고 입자를 자가배열한 후 껍질만을 선택적으로 제거하는 손쉬운 방법을 이용했다. 이를 통해 1나노미터 크기의 초미세간극을 대면적으로 만드는 데 성공한 것.

금속 나노입자들 간의 거리가 머리카락 굵기의 10만분의 1만큼 줄어들어 초미세간극이 형성되면, 금속 나노입자 주변의 전자기장을 강하게 증폭시키게 된다. 그 간극이 줄어들수록 더 낮은 농도의 물질을 더 빠르게 검출할 수 있어 다양한 센서로 응용될 수 있다.

제작된 초미세간극을 갖는 금속 구조체는 우수한 물리, 광학적 성질을 지니고 있어서 전지, 광촉매, 질병진단센서 개발 등의 다양한 분야에서 폭넓게 응용될 수 있다는 게 연구팀의 설명이다.

강태우 교수/사진=서강대

강 교수는 "제작 기술의 특성상 고도의 전문성과 기술력을 요하는 소량생산, 실험실 수준의 연구에 머물렀던 기존 초미세간극 금속 구조체 제작의 한계를 극복한 것으로, 비용 절감이 가능한 공정을 개발했다는 데 의미가 있다"며 "나노바이오센서 분야의 실용화와 산업화를 앞당길 것"이라고 말했다.

이 성과는 국제학술지인 어드밴스드 머티리얼스지 5일자 표지논문으로 선정됐다.