미래창조과학부가 국가 간 협력 기반 조성 사업으로 지원하는 서강대학교 강태욱 교수팀이 금속 코어와 껍질로 구성된 나노 입자들의 2차원 단일층으로부터 껍질을 선택적으로 제거하는 간단한 방법으로 대면적의 초미세 간극(ultrasmall gap) 금속센서 제작에 성공했다.

제작 기술의 특성상 고도의 전문성과 기술력을 요하는 소량 생산, 실험실 수준의 연구에 머물렀던 기존 초미세 간극 금속 구조체 제작의 한계를 극복하여 비용을 절감할 수 있는 혁신적인 공정 개발이라는 데 큰 의미가 있다.

금속 기판을 계속해서 자르는 기존 방식은 작업 공정이 매우 비싸고 비효율적이었으며, 금속 나노 입자들의 자가 배열을 이용하는 방법도 금속 나노 입자의 특성상 서로 뭉치게 되어, 간극이 아예 존재하지 않는 문제점이 있었다. 

연구팀은 기존 기술들의 문제점을 해결하기 위해 금속 나노 입자에 껍질을 씌우고 입자를 자가 배열한 후 껍질만을 선택적으로 제거하는 손쉬운 방법을 이용하여, 1나노미터 크기의 초미세 간극을 대면적으로 만드는 데 성공한 것이다.

제작된 초미세 간극을 갖는 금속 구조체는 우수한 물리, 광학적 성질을 지니고 있어서 전지(photovoltaics), 광촉매(photocatalysis), 메타 물질(metamaterials), 질병진단센서 개발 등의 다양한 분야에서 폭넓게 응용될 것으로 기대된다.

강 교수는 “우수한 특성에도 불구하고, 고도의 전문성과 기술력의 요구로 인하여 대부분 현재 연구실 수준에 머무르고 있는 초미세간극 금속 나노 소재의 개발과 응용에 도움을 주어 나노바이오센서 분야의 실용화와 산업화를 앞당길 것으로 기대된다”고 말했다.

김혜숙 기자 (atided@hellot.net)