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금 나노입자의 마이크로파 합성과 표면증강 라만산란

전문가 제언: ○ 표면증강 라만산란(Surface-Enhanced Raman Scattering)을 이용하면 단일 분자나 단일 나노입자의 진동 스펙트럼을 얻을 수 있기 때문에 나노과학, 나노기술, 생명과학, 표면과학, 고감도 분석 등 첨단 분석에 이용할 수 있는 발전 소지가 많은 아직 미답 분야로서 많은 주목을 받고 있다.

○ 금이나 은 나노입자는 나노사이즈, 형상, 입자 주변의 환경에 따라 특징적인 색조를 나타내는 현상은 조사광의 전장으로 여기된 금속자유전자의 집단 진동에 의해 유기된 것으로 귀금속 입자에 국재하는 표면 플라스몬이라 불리는 일종의 빛에 의한 것인데, 플라스몬을 취급하는 기술을 플라스모닉이라 부른다. 플라스모닉 활용분야의 하나로서 표면증강 라만산란이 있는데 이것은 귀금속 콜로이드 응집체와 같은 나노구조체의 국재표면 플라스몬의 증강전자에 의해 나노 구조체 근방의 라만활성 분자의 산란강도가 수만 배에서 수백만 배로 증강되는 현상이다.

○ 표면증강 라만산란은 물질의 표면 분석과 화학 성분을 분자 수준까지 분석할 수 있으며 POC(Point Of Care), 임상진단, 의약품 개발, 환경 분석, 폭발물이나 독물탐지 등에 이용이 기대되며, 구미에서는 국책으로 연구개발을 진행하고 있다. 또한 표면증강 라만산란 활성 귀금속 나노입자 집합체는 종래의 발색색소나 형광색소와 동일하게 이용할 수 있다.

○ 국내에서도 과학기술부의 ‘21세기 프론티어연구개발사업’에서 나노소재기술이 과제로 선정되어 활발한 연구가 진행되고 있으며 최근에는 KAIST의 김봉수 교수가 이 기술을 이용하여 단결정 은 나노선 합성법을 개발하여 발표한 바 있다. 본고는 SERS를 이용한 분석방법 이점 이외에 반도체 HPA(High Power Amp) 마이크로파를 이용한 정밀소형 마이크로파 고속반응 장치를 개발하여 보호제를 사용하지 않는 금 나노입자 합성을 시도하고 그 결과를 보고한 것으로 관련분야의 참고 자료로 이용이 기대된다.

저자: Takao FUKUOKA, Takeko MATSUMURA, Yasushige MORI
자료유형: 학술정보