기초과학

국가나노과학센터 나노입자 자기조립 공동연구 중요성과

발행일 : 2011 / 09 / 30

무기나노입자의 제어가능한 자기조립은 거시적 척도에서 실제로 응용되는 가장 효과적인 루트이다. 국가나노과학센터 나노재료연구실의 탕즈융(唐智勇)연구팀은 2년만에 무기나노입자 조립의 제어가능성 제조와 기능성 조절제어를 중심으로 연구를 추진해왔다.

전단계 연구를 바탕으로(J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 2886-2888; J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6006-6013; J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 8202-8206; Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 1593-1596; Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 5860-5864; Nano Lett. 2011, 11, 3174-3183; J. Am. Chem. Soc. DOI: 10.1021/ja205712a; Angew. Chem. Int. Ed. anie.201103762), 미국 미시간대학의 Kotov교수, Glotzer교수와 공동으로 다중분산(20-30%) 무기나노입자의 용액중의 제어가능한 자기조립에 성공하였다.

실험과 이론모의결과, 나노입자는 자체의 쿨롱척력(Coulomb repulsion)과 반데르발스힘(Van der Waals attraction)의 평형을 이용해 자가제한조립과정을 통해 독특한 ‘Core – shell’구조를 형성하며 고도의 단일분산성(7-9%) 수퍼 나노입자를 자발적으로 형성한다. 이러한 자가제한조립은 다양한 반도체재료(카드뮴 셀레나이트, 카드뮴 황화물, 아연 셀레나이트와 PbS 등)의 용액중의 제어가능한 조립에 적용되며, 또한 등방성 혹은 이방성 금/반도체 코어/쉘구조에도 응용된다. 이밖에 이 연구성과는 단일분산성 바이러스 등 생물체계와 중합체 등 유기 대분자 수퍼구조의 형성을 이해하는데 지도적 의의를 지닌다.

관련 연구결과는 Nature Nanotechnology(2011, 6, 580-587)에 발표되었다.