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투명망토에 ‘성큼’…빛 조절하는 ‘금 나노입자’ 세계 최초 구현

[사진 영화 '해리포터와 마법사의 돌' 스틸컷]

[사진 영화 '해리포터와 마법사의 돌' 스틸컷]

국내 연구팀이 생체분자만의 고유 기하 구조로 여겨졌던 거울상 대칭 구조를 금 나노입자에서 세계 최초로 구현했다. 빛을 조절하는 등 특이한 기능을 지녀 휘어지는 초박막 디스플레이나 투명망토, 3차원 디스플레이 등에서 활용할 수 있을 것이란 기대를 받는다.
 
서울대 재료공학부 남기태 교수팀, 포항공대 기계공학·화학공학과 노준석·김욱성 교수팀, 장기석 LG디스플레이 연구소 연구원으로 구성된 공동연구팀의 이러한 연구결과가 국제 학술지 ‘네이처’(Nature)에 표지 논문으로 선정됐다고 서울대가 19일 밝혔다.  
 
연구팀은 생체분자 펩타이드(2개 이상의 아미노산이 결합한 화합물)를 무기 결정합성에 이용해 독특한 기하 구조의 금 나노입자를 구현했다.
 
거울 대칭 상의 금 나노 기하 구조[서울대 공대 제공=연합뉴스]

거울 대칭 상의 금 나노 기하 구조[서울대 공대 제공=연합뉴스]

연구팀은 한쪽은 시계 방향으로, 다른 쪽은 반시계방향으로 뒤틀린 독특한 거울상 대칭 구조가 구현된 100nm(나노미터) 크기의 균일한 금 나노입자를 합성하는 데 성공했다.  
 
오른손과 왼손은 거울로 보면 비슷하지만, 실제로는 엇갈린다. 신인섭 기자

오른손과 왼손은 거울로 보면 비슷하지만, 실제로는 엇갈린다. 신인섭 기자

거울 대칭 구조란 다른 모든 특징은 같고 방향성만 다른 기하 구조를 의미한다. 오른손과 왼손은 언뜻 보면 비슷하지만, 왼쪽 야구장갑을 오른손에 낄 수 없다. 이 같이 거울로는 상이 겹치지만 실제로는 엇갈리는 특성을 말한다.  
 
그동안 생명 현상에 관여하는 분자가 아닌 무기 재료인 금속에서 거울 대칭의 구조를 구현하는 것은 공정의 복잡성과 재료 안정성 등의 측면에서 어려움이 있었다. 그러나 이번에 만들어진 금 나노입자는 빛을 미세하게 조절하는 능력을 갖추게 됐다.  
 
남 교수는 “생체 모방원리를 이용해 인공적으로 구현할 수 없었던 구조를 가진 무기 결정을 세계 최초로 합성했다”며 “디스플레이 분야 등에서 바로 적용할 수 있다”고 말했다. 
 
이가영 기자 lee.gayoung1@joongang.co.kr 
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