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상호작용 밸런스(힘의 세기)를 이용한 나노 계면구조의 제어

전문가 제언: ○ 오래 전부터 과학자들은 자연 생태계에서 일어나는 자연적인 생체의 형성 및 기능의 형태구조학적인 다양성과 복잡성 및 자기조직화 현상을 모방함으로써 물질의 기능과 성능을 향상하기 위한 연구개발 노력을 집중하여 왔다. 자연 생태계는 아주 오랜 세월 동안 자발적인 과정에 의해 다양한 물질을 기능적으로 완전하고 최적화가 되도록 진화시키고 있다. 화학자 및 재료과학자들의 주요 목표는 자연현상의 근본적인 구조학적 양태 또는 시스템의 단순한 모방은 물론 이들의 원리를 응용한 신규 물질의 합성과 디바이스의 제조라 할 수 있다.

○ 본 논문은 자연계에서 자발적으로 일어나는 자기조직화 현상을 응용하여 기판 등 고체표면에 유기분자를 흡착시켜 고차원의 기능적 구조의 자기조직화 시키는 방법에 관한 자료이다. M. Kunitake 등은 유기물 용액이 가진 친수성과 친유성의 상반된 상호작용의 밸런스(힘의 세기)를 전위에 의해 전기화학적으로 제어함으로써 계면에서의 평형을 용이하게 변화시켜 최적의 흡착 자기조직화 조건을 탐색할 수 있는 방법을 제시하고 있다.

○ 향후 자기조직화를 응용한 나노기술은 21세기를 주도할 대표적인 기술이다. 우리나라에서도 나노기술에 대한 연구가 많이 진척되고 있다. KAIST 생명화학공학과의 양승만 교수팀은 나노미터 수준의 작은 입자와 마이크로미터 크기의 큰 입자를 지름이 약 50마이크로미터 정도의 물방울 속에 정해진 수만큼 가두고 물을 서서히 증발하면 작은 입자가 큰 입자 사이에서 규칙적인 구조로 자기조직화 한다는 연구결과를 발표한 바 있다.

– 기초적인 연구는 어느 정도의 궤도에 진입하였으므로 향후 그간의 연구결과를 발전시키면 자기조직화 콜로이드 결정을 빛 소자 등으로의 응용개발이 가능할 것으로 본다. 콜로이드 결정을 산업적으로 이용하기 위해서는 재료의 다양화와 함께 여러 가지 구조의 결정을 양산할 수 있는 기술의 개발도 병행되어야 한다.

저자: Masashi Kunitake
자료유형: 학술정보