▲ 강태욱 서강대 교수.

국내 연구진이 의료용 센서, 에너지저장장치 소재 등으로 사용할 수 있는 금 나노입자를 대량으로 합성하는 기술을 개발했다.

한국연구재단은 서강대 화공생명공학과 강태욱 교수(교신저자), 연구팀 신용희 박사과정 연구원(공동 제 1저자), 기계공학과 김동철 교수 연구팀이 겨울철에 물 분자의 확산으로 눈결정이 가지구조로 성장하는 원리에 착안해, 기름과 물의 계면에서 무수히 많은 가지를 갖는 금 나노입자의 대량합성 방법을 개발했다고 27일 밝혔다.

금 나노입자를 용액 상에서 합성할 경우 대량생산이 가능한 장점이 있지만 반응온도 등 합성조건을 정밀하게 조절해야 하고, 복잡한 공정이 필요하기 때문에 그간 대부분 실험실 수준에서의 합성과 응용에 그치는 수준이었다. 또한 대부분 환경에 유해한 계면활성제를 필요로 하기 때문에 대량생산에 한계가 있다.

강태욱 교수팀은 환경독성을 유발할 수 있는 별도의 화학물질 없이 흔히 볼 수 있는 올리브 오일의 특성을 이용해 상온에서 짧은 시간 안에 가지구조의 2차원 금 나노입자를 대량으로 합성하는 기술을 개발했다.

특히 이 금 나노입자는 단순한 구형이 아닌 무수히 많은 가지가 뻗어 나오는 평면구조로 표면적이 높아 촉매, 질병진단 센서, 에너지저장용 소재 등으로 응용될 수 있다.

또한 강한 전자기장 강화효과와 더불어 인체에 무해한 근적외선 영역의 빛을 이용할 수 있어 바이오의학 분야에도 폭넓게 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

강 교수는 “우수한 특성에도 불구하고, 대부분 현재 연구실 수준에 머무르고 있는 금속 나노소재의 실용화를 3년내에 이뤄낼 것으로 기대한다”고 밝혔다.

한편 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 국가간협력기반조성사업(미공군협력사업)의 지원으로 수행됐으며 연구결과는 국제학술지 사이언티픽 리포트지(Scientific Reports) 온라인판 8월 26일자에 게재됐다.