이태걸 한국표준과학연구원(KRISS) 박사와 한상우 한국과학기술원 교수는 공동으로 이차이온 질량분석기와 적외선 분광분석기 이미징을 동시에 이용한 나노입자 표면의 분자 분석 기술을 개발했다고 21일 밝혔다.
이번 연구는 나노입자와 상호 작용을 하는 수백 달톤(Dalton) 수준의 분자를 직접 확인했다는 점, 표면에 존재하는 분자의 결합 상태를 구명했다는 점 등에서 큰 의의를 가진다.
나노입자는 형상에 변화를 줄 때 성질이 크게 달라지며, 바이오·디스플레이·의학·화장품 산업 등 다방면에서 활용되고 있다. 안전한 사용을 위해서는 나노입자의 성질이나 독성 유무의 파악이 중요하다.
연구팀은 이차이온 질량분석기를 이용해 나노입자와 입자 표면의 유기분자와의 상호연관성을 분석했다. 분석 대상인 나노입자 샘플을 일차이온으로 스퍼터링하고, 이렇게 생성된 이차이온 중 나노 입자에서 발생한 이온과 유기분자에서 생성된 이온의 공간상 분포를 비교해 검증했다.
이와 동시에 적외선 분광분석기를 이용해 분자의 결합상태에 따라 달라지는 진동 모드의 차이를 측정·분석함으로써 유기분자가 입자 표면에 어떤 형태로 결합하고 있는지를 밝혀낸다.
이태걸 KRISS 박사는 "이번 연구결과는 나노입자 표면의 유기분자를 분자적 수준에서 분석함으로써 가장 실제와 가까운 나노입자의 표면 상태를 확인할 수 있다는 점에서 중요한 의의를 가진다"고 말했다.
한상우 KAIST 화학과 교수는 "이번 연구는 다양한 산업 분야에서 사용될 나노입자의 합성과 개질에 필요한 기초분석기술로 향후 그 활용이 기대된다"고 말했다.
