나노입자 원하는 곳에 이동

'개폐식 나노채널 기술' 개발
나노 크기의 주름을 조절해 나노입자를 자유롭게 이동시킬 수 있는 기술이 국제 공동연구로 개발됐다. 나노 크기 약물이나 기능성 나노입자를 원하는 위치에 이동시킬 수 있어 약물전달장치나 생체센서 등에 활용될 전망이다.

한국과학기술연구원(KIST) 계산과학연구센터 문명운 박사팀은 나노 주름 모양을 제어해 주름과 접힘 구조를 자유자재로 바꿀 수 있는 기술을 개발하고, 이를 개폐식 나노채널에 적용하는 데 성공했다고 4일 밝혔다.

피부와 같이 단단한 표피와 말랑한 속피 구조로 이뤄진 물질을 압축하게 되면 주름이 생기게 된다. 이는 표피와 속피의 물질간 특성의 차이와 압축에 의해 발생한 큰 변형에너지를 해소하기 위한 것으로, 여기에서 조금 더 변형을 주면 만들어진 주름이 '접힘' 상태가 된다.

이때 힘을 제거하면 접힘 구조가 다시 주름으로 돌아간다. 이와 같이 접힘 상태에서 주름으로 돌아가는 과정에서 주름은 열린 채널을, 접힘은 닫힌 채널을 만들게 된다.

개폐식 나노채널의 크기를 수십 나노미터(㎚)에서 수백㎚까지 변화시키면 DNA나 단백질 같은 작은 바이오 물질을 붙잡아 저장하거나 전달할 수 있다. 연구팀은 나노 주름이 형성되는 원리와 주름·접힘 구조 사이의 변형을 고려해 나노크기 채널을 일렬로 배열할 수 있도록 했다. 채널 폭이 수십 ㎚에 이르는 작은 개폐식 채널을 만드는 방법도 제안했다.

이 연구결과는 재료분야 학술지 '어드밴스드 머티리얼스 인터페이스'(Advanced Materials Interfaces)' 최근호에 게재됐다.

백나영기자 100na@