장태현교수 연구실 논문 Angew.Chem.Int.Ed에 VIP논문 및 표지논문으로 선정!!

나노크기‘도넛’구조체 개발

도넛형 나노 구조틀로 활용…균일한 크기 나노 금속 합성 가능 구체, 원통, 원반, 나선 등

다양한 모양을 가진 나노 금속 입자와는 달리 균일한 크기의 ‘도넛(doughnut)’ 모양을 가

진 고분자 나노 구조체가 개발돼 국제 학계로부터 큰 관심을 모으고 있다. 포스텍(포항공

과대학교, POSTECH) BK21 분자과학사업단 장태현 교수・황해영 박사팀은 블록공중합체

*의 자기조립 현상을 이용해 균일한 크기의 도넛 모양 미셀(micelle)*을 만들고, 이것을

나노 틀로 활용해 나노 금속 입자를 제조할 수 있는 기술을 개발했다. 이 연구성과는 독일

화학회가 발간하는 화학분야 최고 권위지 ‘안게반테 케미(Angewandte Chemie)’ 최신판

VIP 및 표지 논문으로 선정됐으며, 세계적 과학저널 ‘네이처(Nature)’ 459호를 통해 고분

자 화학분야의 주목받는 연구(Research Highlights)로 소개됐다. 그동안 도넛형 나노 구

조체는 만들기가 어려울 뿐더러 구조나 크기를 제어할 수 없어 활용도가 낮았다. 장 교수

팀은 낮은 유리전이온도*를 가지고 있는 블록 공중합체와 선택성을 가진 용매를 이용하

여, 균일한 크기 분포를 갖는 순수한 도넛 모양의 나노 구조를 만들어내는데 성공했다. 이

구조체는 용액에서 수 개월간 그 구조를 유지할 수 있을 뿐 아니라, 크기와 모양을 제어하

여 만든 나노 금속 입자를 나노 구조체의 특정한 위치에 넣을 수 있어 주목을 받았다. 이

처럼 크기와 모양을 균일하게 만들 수 있는 구조체를 이용해 나노 금속입자를 합성하면,

기존의 리소그래피(lithography)* 방법에 비해 매우 간단하게 복잡한 형태의 나노합성물

을 얻을 수 있다. 또, 이번 장 교수팀의 연구성과를 통해 균일한 크기의 나노 구조체를 손

쉽게 얻을 수 있게 됨으로써, 차세대 나노급 메모리소자 개발 등 응용 연구 분야에 크게

도움을 줄 것으로 기대된다.

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※ 블록공중합체 (block copolymer) 두 개 이상의 단일 고분자가 공유결합으로 연결되어 있는 고분자의 한 종류

※ 미셀(micelle) 미소결정(crystallite)이라고도 하며, 외부에는 친용매성 부분이, 내부에는 용매에 대한 비상용성인 부분이 있는 분자의 집합체다.

※ 유리전이온도 고분자 물질의 분자들이 활성을 가지며 움직이기 시작하는 온도로, 딱딱한 고분자는 이 온도에서 탄성을 가진 고무처럼 움직이게 된다.

※ 리소그래피(lithography) 일정한 패턴을 가지고 있는 틀을 이용해 표면에 모양을 전사시키는 방법.