3차원 카이럴 나노복합체란 서로 마주보는 거울상의 형태를 지니는 나노크기의 물질을 일컫는다. 왼손 구조와 오른손 구조가 존재하는데, 이때 물질들은 조성은 같지만 각자가 독특하게 원편광된 전자기장과 상호작용을 해서 ‘카이로옵틱(Chiroptical)’한 성질을 지니게 된다. 기존 연구에서는 나노구조가 주로 액상에 분산된 상태로 제조돼 소자로 적용이 어려웠을 뿐 아니라 복잡한 제조과정과 고비용에 의해 응용에 한계가 있었다.

이번 연구에서는 눈에서 볼 수 있는 매크로 수준의 카이럴리티(Chirality)를 나노 수준으로 전사하는 지금까지 볼 수 없었던 혁신적인 방법을 이용해 이 같은 단점을 극복했다. 비대칭적인 기계적 응력을 이용, 복합체 내부의 나노입자들의 자기조립을 유도했으며 이를 통해 고체 박막 상에서 3차원 형태의 카이럴 구조를 가지도록 제조했다.

이렇게 제조된 나노구조체의 형태분석은 한국기초과학지원연구원의 김진규 박사, 유승조, 이상길 연구원과의 공동연구로 진행됐으며, 첨단 연구장비(초고전압전자현미경과 수차보정전자현미경)를 이용한 전자토모그래피 분석법을 통해 이뤄졌다.

이번 연구결과로 차세대 광학소자를 위한 완전렌즈나 편광필름, 클로킹(Cloaking) 현상을 일으키는 메타물질(Meta materials)의 개발 뿐 만 아니라, 초고감도 바이오센서의 제작과 순수이성질체 합성 및 분리를 위한 제약 분야에 적용이 가능할 것으로 기대된다.

박재호 기자  insky115@naver.com

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