명지대 염봉준 교수팀, '3차원 카이럴 나노복합체' 개발

명지대학교는 화학공학과 염봉준 교수가 미국 미시간대 김윤섭 박사, 니콜라스 코토브 교수팀과 공동연구를 통해 자기조립 현상을 이용한 3차원 카이럴 나노복합체를 개발했다고 5일 밝혔다.

3차원 카이럴 나노복합체는 서로 마주보는 거울상의 형태를 지니는 나노 크기의 물질이다. 왼손·오른손 구조로 존재하는 데 이때 물질들은 조성이 같지만 각자 독특하게 원편광된 전자기장과 상호작용으로 '카이로옵틱'한 성질을 지니게 된다.

기존 연구에서는 나노 구조가 주로 액상에 분산된 상태로 제조돼 소자로 적용이 어렵고 복잡한 제조 과정으로 고비용에 의해 응용에 한계가 있었다.

연구팀은 눈으로 볼 수 있는 매크로 수준의 카이럴리티를 나노 수준으로 전사하는 방법으로 이 같은 단점을 극복, 비대칭적인 기계적 응력을 이용해 복합체 내부의 나노 입자를 자기조립을 유도했으며 고체박막 상에서 3차원 형태의 카이럴 구조를 가지도록 했다.

명지대 관계자는 "이번 연구는 차세대 광학소자를 위한 완전렌즈나 편광필름, 클로킹 현상을 일으키는 메타물질의 개발뿐 만 아니라 초고감도 바이오센서 제작과 순수이성질체합성 및 분리를 위한 제약 분야에 적용이 가능할 것으로 기대된다"고 말했다.

이번 연구 결과는 소재분야 국제학술지 네이처 머티리얼스(Nature Materials) 온라인판에 게재됐다.