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첨단기술정보

CO 분자 간의 분자력 측정

전문가 제언: 1981년 주사 터널링 현미경(STM: scanning tunneling microscope)의 발명으로 평활한 평면에서 원자 하나하나를 특정 위치로 끌어 옮길 수 있게 되었으며, 표면의 원자 수준 이미지를 얻을 수 있게 되었다. 그 후 얼마 안되어 원자간력 현미경(AFM: atomic force microscope)의 발명으로 STM보다 더 정교하게 원자와 분자를 관찰할 수 있게 되었다.

이들 현미경과 나노기술의 발전으로 물질을 원자 수준에서 조작하여 새로운 물질을 만드는 것도 가능해보인다. 이 글은 단일 CO 분자 간에 작용하는 힘을 측정함으로써 AFM을 이용하여 물질의 기본을 더 깊이 이해하게 된 연구를 소개한 것이다.

AFM에는 수정시계의 음차(결정 진동자)처럼 진동하는 캔티레버 끝에 뾰족한 탐침이 장착되어 있다. AFM이 비접촉 모드에서 가동될 때(탐침이 직접 표면에 접촉하지 않는 때)에는 탐침 최첨단에 있는 원자는 주위의 원자 혹은 분자에 의한 인력과 척력에 관계되는 미세한 힘을 감지한다. 이런 힘은 화학결합을 형성하는 과정에서 존재하는 두 원자 간의 힘과 동일하다; 이 힘의 세기는 원자에서 멀어질수록 지수적으로 약화된다.