머리카락 10만분의 1 굵기 나노입자 관찰 성공

표준연, 자체 개발한 초분광 광유도력 현미경으로 측정

한국표준과학연구원은 독자 개발한 초분광 광유도력 현미경을 이용해 나노 입자 표면을 영상화하는 데 성공했다고 30일 밝혔다.

개별 나노입자를 관찰한 것은 세계 최초라고 연구팀은 설명했다.

나노입자는 원자보다 크고 세포보다는 작은 지름 1∼100㎚(나노미터) 사이의 입자다.

1㎚는 머리카락 굵기의 10만분의 1에 불과하다.

나노입자는 표면적이 넓어 반응이 빠르고, 물질 표면의 전기적 화학적 특성을 쉽게 변화시킬 수 있어 화학 소재나 바이오 의약, 자동차, 정보 통신 등 다양한 분야에 활용된다.

크기가 매우 작아 인체에 쉽게 침투할 수 있기 때문에 약물 전달에 효과적이지만 이 때문에 안전성 우려도 있다.

나노입자의 특성을 제어하고 안전하게 사용하기 위해서는 입자 표면에 원하는 성질의 분자층이 제대로 결합했는지 확인해야 하는데, 전통적 방식의 적외선 분광법(물질에 적외선을 쬔 뒤 흡수된 양을 통해 화학 결합을 분석하는 방법)으로는 분석이 어려웠다.

나노입자는 크기가 매우 작아 입자 하나하나를 구분하기 어렵기 때문이다.

연구팀은 자체 개발한 초분광 광유도력 현미경을 이용해 나노 입자의 표면 이미지를 관찰하는 데 성공했다.

렌즈 대신 미세 탐침(뾰족한 침)을 이용해 시료를 분석하는 현미경으로, 레이저 빛을 탐침에 쬔 뒤 모인 빛이 시료와 상호작용하면서 발생하는 광유도력(미세한 힘)을 측정한다.

이 힘에 대한 시료의 초분광 이미지를 측정하면 개별 나노입자를 초정밀 진단할 수 있다.

연구팀은 초분광 광유도력 현미경을 이용해 금 나노입자에 ‘폴리에틸렌 글리콜'(PEG) 분자를 입한 나노입자와, 산화철 입자에 폴리머 입자를 결합한 나노입자의 분광학적 특성을 분석했다.

이은성 표준연 책임연구원은 “나노입자의 성능을 인체에 적용하기 전에 미리 검사할 수 있다”며 “나노입자의 안전성 진단에도 기여할 것”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘피지컬 케미스트리 레터스'(Journal of Physical Chemistry Letters) 지난 1일 자에 실렸다.

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