| 분자간 에너지 전달과정 “사진촬영 | ||
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 최근, 중국과학기술대학 단분자과학팀 둥전차오(董振超) 연구팀은 정교하게 설계된 국소전기장 강화 서브 나노미터 공간 해상도의 전장발광(electroluminescence) 기술을 이용하여 세계 최초로 분자간 상호간섭 쌍극자 결합으로 형성된 영상을 관찰하였다. 즉 단분자 수준에서 분자간 에너지 전달 특징을 성공적으로 “사진촬영”하였다. 해당 성과는 2016년 3월 31일 국제 권위학술지 《Nature》에 발표되었다. 통상적으로 분자간의 에너지 전달은 축구선수가 공을 패스하는 것과 마찬가지로 에너지를 받은 분자가 인접한 다른 분자로 전달한 다음 차례로 전달된다고 여겼다. 그러나 최신 실험에서 에너지의 주입은 가능하게 인접한 분자간에 일정한 규칙적인 연동을 일으킨다는 것을 발견하였다. 과학계에서 분자 쌍극자 결합의 결맞음 형식과 특성에 대한 직접적인 인식은 여전히 부족하다. 둥전차오 연구팀은 나노 체임버(chamber) 내에 제한되어 있는 전기장 주파수와 강도를 조정하여, 즉 국소전기장의 공명강화 조절과 STM조작을 정교하게 결합하여 분자간 상호간섭 에너지 전달 비밀을 직접 관찰하였으며 단분자 물리화학 연구에 새로운 가능성을 제공하였다. 연구팀은 주사터널링현미경의 바늘끝을 조종하여 두개의 아연 프탈로시아닌(ZnPc) 분자의 이합체 구조를 구축하였으며, 전자 여기 발광 방식을 이용하여 해당 구조 다양한 에너지 상태의 쌍극자 결합 모델에 대해 서브 나노공간 해상도의 전장발광 영상을 구현하였다. 또한 로컬 전자의 여기 에너지는 순간적으로 전체 분자 이합체에 전달되어 양자얽힘(quantum entanglement) 시스템을 형성하며 해당 시스템 다양한 에너지 상태의 광자 이미지 도안은 특정 특징을 갖고 있다는 것을 발견하였다. 이러한 공간 특징에 대한 분석을 통해 분자 이합체 중 에너지 전달의 상호간섭 특징을 유도할 수 있다. 해당 성과는 분자간 상호작용의 기초연구, 집광성(light-harvesting) 시스템과 양자광학 등 분야에서의 실제적 활용에 모두 광범위한 영향과 중요한 의미가 있다. 정보출처 : http://www.wokeji.com/kbjh/zxbd_10031/201604/t20160401_2383180.shtml |
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