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금 나노막대 주형에 의한 핵-껍질 귀금속 나노구조

전문가 제언: ○ 실용적인 요구사항을 만족하기 위해서는 단일원소로 구성된 나노구조로는 부족하며 두 개 이상의 물질로 구성된 나노구조가 필요하다. 지금까지 금, 은, 백금, 팔라듐 등 귀금속을 사용한 나노막대에 대한 연구가 진행되었는데 금 나노막대의 경우 수율, 단분산성, 크기, 형상비 등에서 큰 성과가 달성되었다. 본고에서는 귀금속 나노막대를 주형으로 한 핵-껍질 나노구조의 연구개발 현황과 과제를 제시하고 있다.

○ 표면플라즈몬공명은 빛에 의해 자극을 받은 고체나 액체 내의 전자들의 집단적인 진동이다. 나노크기의 구조에서 발생하는 국부 표면프라즈몬공명은 특히 금과 은의 표면에 흡착되는 금속을 측정하는 많은 도구의 기본을 이루며 색을 기반으로 하는 다양한 바이오센서나 랩온어칩을 지원하는 기본원리이다. 이러한 국부 표면플라즈몬공명 특성은 나노재료의 크기, 형상, 구조에 따라 크게 달라진다.

○ 금 나노입자는 비교적 쉽게 제어할 수 있는 화학적 안정상태를 유지하므로 광학, 전기, 촉매특성을 이용한 다양한 응용으로 주목을 받고 있다. 은은 금에 비해 화학적으로 불안정하여 응용의 제약이 큰데 최근 미국과 중국의 연구팀에 의해 화학적으로 안정된 은 나노입자의 대량생산 기술이 개발되면서 은에 대한 관심도 커지고 있다. 연구팀은 대칭 구조를 이루는 은 원자 44개가 보호층을 이루는 황 화합물과 결합되어 화학반응을 잘 일으키지 않는 은 나노입자를 개발했다.

○ 국내의 경우 각 대학 및 연구기관에서 나노구조를 이용한 암 치료 기술 등 나노-바이오 융합기술 개발이 이루어지고 있다. 최근의 연구개발 사례로 메틸렌블루가 들어간 금 나노막대와 실리카 나노복합체를 이용한 암세포 검출(금오공대), 금 나노막대를 이용한 약물전달체(성균관대), 의료용 센서나 투명망토 등의 핵심소재가 될 수 있는 구형의 금 나노입자(성균관대), 금 나노막대를 이용한 광전도안테나의 출력 향상기술(카이스트) 등이 개발되었다.

저자: Shuai Hou, Xiaona Hu, Tao Wen, Wenqi Liu, Xiaochun Wu
자료유형: 학술정보