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자기 조립 단층(SAM)과 평판형 마이크로구조와 나노구조 형성(Self-assembled monolayers (SAMS) and synthesis of planar micro- and nanostructures)

전문가 제언: □ 2차원 구조를 갖는 필름상의 고분자를 제조하는 방법으로는 기존 고분자 합성방법으로는 얻기 어려우나, 자기 조립방법을 통해 쉽게 얻을 수 있다. 본 논문은 자기 조립 방법을 통해 2차원 구조의 자기 조립 단층막(self assembled monolayer, SAM)의 제조 방법 및 개질 방법, 응용 등에 대해 광범위하게 소개하고 있다.

□ SAM은 고차원의 분자 조립체로 표면위에 기능성 분자들의 화학적 흡착에 의해 측면으로 배열하여 자발적으로 생성이 된다. 분자들이 금, 은과 같은 금속 고체 표면위에서 자기 조립이 되는 driving 힘은 단량체 사이에 존재하는 van der Waals 상호작용으로 보고 있다. 실제 SAM에서 개개의 단량체들이 직접적으로 옆에 존재하는 단량체와 공유결합을 형성하지는 않지만, 머리기(head group)는 금속이나 금속 산화물 표면에 공유결합으로 결합을 형성한다.

□ SAM을 형성하기 위해서는 머리기와 꼬리기(tail group)로 형성된 단량체가 주로 사용되는데, 꼬리기가 갖고 있는 기능기들을 화학적으로 변환시켜 표면의 특성을 변화시킬 수 있고, 이를 이용해 물질의 부식 방지, 센서, 단백질이나 특정 화학물질의 부착에 의한 티슈 공학 등 표면과 계면에 관련된 연구나 응용에 있어 많은 다양성과 가능성을 갖고 있다.

□ SAM은 사용하는 단량체의 구조, 종류 및 혼합도에 따라 여러 형태의 구조를 형성할 수 있다. 평판형 또는 굴곡진 표면위에 형성될 수 있고, 금속 액체에 SAM을 형성할 수 있다. 또한 나노 입자 표면 위에나, 혼합된 SAM을 형성하거나 SAM 패턴을 만들 수 있다. 패턴된 SAM도 쉽게 형성이 되는 데, 일반적으로 패턴을 형성시키는 광리쏘그래피 방법으로 대면적의 패턴 형성이 가능하다.

□ 나노 기술의 발전과 아울러, 간단한 방법을 통해 SAM을 형성시킬 수 있고, 이를 검출하고 응용할 수 있는 새로운 나노 기술에 거는 기대에 부응하기 위해, SAM의 기본 원리나 특징에 대해 보다 자세히 이해하고 연구하여야 할 것으로 판단된다.

저자: Yan, L; Huck, WTS; Whitesides, GM
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