기초과학연구원 연구팀 발표… 약물전달ㆍ촉매 등 활용 가능
특별한 첨가제나 틀을 사용하지 않고 물질의 화학적 성질과 구조만을 이용해 속이 빈 마이크로 도넛을 만드는 공정이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
기초과학연구원(IBS) 복잡계자기조립연구단 김기문 단장(포스텍 교수), 이지영 박사 연구팀은 마이크로미터(㎛) 크기 속이 빈 도넛 모양 고분자 물질을 자기조립 방식으로 만드는 데 성공했다고 밝혔다.
이 연구결과는 세계적인 학술지인 `네이처 케미스트리(Nature Chemistry)' 2월호 표지 논문으로 실릴 예정이며, 온라인으로는 6일에 발표됐다.
연구팀은 직사각형 모양 화합물 분자가 용액 속에서 마치 저절로 조각맞춤이 되듯이 스스로 연결돼 도넛 모양 구조체를 만드는 방법을 완성했다. 마이크로 도넛은 지름 약 0.7∼2.7㎛, 단면 너비 약 40∼80나노미터(㎚)의 속이 빈 초소형 도넛 모양 고분자 물질로, 빈 내부 공간에 다른 작은 분자를 담았다가 내놓을 수도 있다. 이 성질을 이용하면 약물전달이나 촉매, 나노물질용 지지체 등으로 이용할 수 있다.
도넛을 만든 방법은 간단하다. 꼭짓점에 끈끈이가 있는 직사각형 모양 분자(안트라히드로퀴논)를 연결분자와 함께 용매에 녹인 후 자외선을 쪼여주면 끝이다. 직사각형 분자들은 스스로 연결돼 얇은 타원형 고분자 조각들을 형성하고 이것들이 한쪽 방향으로 말려서 나노튜브가 만들어진 뒤, 나노튜브가 길게 자라나다가 끝과 끝이 만나서 속이 빈 마이크로 도넛을 이루는 것.
반응용액에 플러렌 같은 작은 분자를 함께 넣어주면 도넛 내부에 담긴다는 것도 확인했다. 도넛 외벽을 이루는 안트라히드로퀴논의 성질을 이용해 도넛 표면에 은나노입자를 입힐 수도 있었다.
이 연구는 마치 블록 장난감으로 여러 모양을 만들 듯이 블록 분자를 다양하게 디자인함으로써 과거에 없던 신소재를 개발할 수 있다는 점에서 주목된다.
김기문 단장은 "이번 연구를 통해 기존에 불가능해 보였던 비가역적 공유결합을 통한 자기조립 현상으로 원하는 구조체를 합성할 수 있음을 보였다"며 "다양하고 안정한 나노 및 마이크로 구조체를 손쉽게 합성하고 활용할 수 있는 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 있다"고 밝혔다.
안경애기자 naturean@
기초과학연구원(IBS) 복잡계자기조립연구단 김기문 단장(포스텍 교수), 이지영 박사 연구팀은 마이크로미터(㎛) 크기 속이 빈 도넛 모양 고분자 물질을 자기조립 방식으로 만드는 데 성공했다고 밝혔다.
이 연구결과는 세계적인 학술지인 `네이처 케미스트리(Nature Chemistry)' 2월호 표지 논문으로 실릴 예정이며, 온라인으로는 6일에 발표됐다.
연구팀은 직사각형 모양 화합물 분자가 용액 속에서 마치 저절로 조각맞춤이 되듯이 스스로 연결돼 도넛 모양 구조체를 만드는 방법을 완성했다. 마이크로 도넛은 지름 약 0.7∼2.7㎛, 단면 너비 약 40∼80나노미터(㎚)의 속이 빈 초소형 도넛 모양 고분자 물질로, 빈 내부 공간에 다른 작은 분자를 담았다가 내놓을 수도 있다. 이 성질을 이용하면 약물전달이나 촉매, 나노물질용 지지체 등으로 이용할 수 있다.
도넛을 만든 방법은 간단하다. 꼭짓점에 끈끈이가 있는 직사각형 모양 분자(안트라히드로퀴논)를 연결분자와 함께 용매에 녹인 후 자외선을 쪼여주면 끝이다. 직사각형 분자들은 스스로 연결돼 얇은 타원형 고분자 조각들을 형성하고 이것들이 한쪽 방향으로 말려서 나노튜브가 만들어진 뒤, 나노튜브가 길게 자라나다가 끝과 끝이 만나서 속이 빈 마이크로 도넛을 이루는 것.
반응용액에 플러렌 같은 작은 분자를 함께 넣어주면 도넛 내부에 담긴다는 것도 확인했다. 도넛 외벽을 이루는 안트라히드로퀴논의 성질을 이용해 도넛 표면에 은나노입자를 입힐 수도 있었다.
이 연구는 마치 블록 장난감으로 여러 모양을 만들 듯이 블록 분자를 다양하게 디자인함으로써 과거에 없던 신소재를 개발할 수 있다는 점에서 주목된다.
김기문 단장은 "이번 연구를 통해 기존에 불가능해 보였던 비가역적 공유결합을 통한 자기조립 현상으로 원하는 구조체를 합성할 수 있음을 보였다"며 "다양하고 안정한 나노 및 마이크로 구조체를 손쉽게 합성하고 활용할 수 있는 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 있다"고 밝혔다.
안경애기자 naturean@
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