다양한 물질 전사기술 세계 최초 개발

[산업일보]
사람의 눈에는 보이지 않지만 표면적을 넓혀주고 물질과 공간의 제약 없이 바이오 센서등에 활용되며 차세대 웨어러블 디스플레이, 에너지 저장 장치 등 국민의 삶의 질적 향상에 기여할 수 있는 나노 구조물 개발이 한창이다.

국내 연구진이 나노구조물을 다양한 물질 표면에 전사(轉寫)할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다고 발표했다.

이번 연구는 나노구조물을 일상생활 속에서 사용하는 종이, 플라스틱, 유리, 금속, 천 등 다양한 재료에 전사할 수 있는 기반 기술을 마련한 것으로, 향후 나노구조물의 실용화에 크게 기여할 것으로 기대된다.

이번 성과는 미래창조과학부가 추진하는 글로벌프론티어사업(바이오나노헬스가드연구단(단장 정봉현)의 지원으로 나노종합기술원의 이석재 박사팀과 미국 미시간 대학교 니콜라스 코토브 교수팀이 수행한 것으로써, 동 연구 성과는 세계 최고 권위의 논문인 Advanced Materials에 소개됐다.

나노구조물은 눈에 보이지 않지만 빛 산란, 물질 반응 촉진 등 다양한 특성을 나타내어 현재 여러 연구 분야에서 수많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 나노구조물을 형성하는 물질과 사용할 물질 사이의 표면 특성으로 인해서 형성된 나노구조물을 다른 물질에 부착해 활용하는데 크게 제한을 받고 있었다.

이번에 연구된 ‘나노 구조물 전사 기술’은 실리콘에 나노구조물을 가지는 실리콘 주형을 만들고 전사용 고분자 층을 도포한 후, 다른 물질을 고분자 층 위에 부착해 자외선을 조사해서 나노구조물을 다른 물질에 전사하는 기술이다.

이번 연구는 물질의 종류와 표면의 특성에 대한 제한 없이 전사가 가능해 웨어러블 바이오 센서, 디스플레이, 차세대 스마트 전자기기 등에서 나노 구조물을 활용할 수 있는 기반을 마련했다. 또한, 프린팅 방식의 표면 개질(改質)과 높은 표면적으로 인해 향후 현장 진단형 유해물질 검출 센서로 활용해 정확도를 크게 높여줄 것으로 기대된다.

연구진은 “이번 연구는 재현성이 높고 물질의 표면 특성의 제한을 받지 않아서 바이오 센싱 및 분자 진단 그리고 차세대 웨어러블 디스플레이, 스마트 전자기기 개발에 응용이 가능하다. 또한, 나노구조물의 구조적 특징을 활용해 다량의 바이오 물질 검출이 가능하므로, 향후 현장 진단형 웨어러블 바이오센싱 분야의 차세대 핵심 원천기술로 질병·유해물질의 현장 진단 및 고민감도 분석의 가능성을 열 것이다”라고 연구의의를 밝혔다.