남기태 서울대 재료공학부 교수와 노준석 포스텍 화학공학과·기계공학과 교수, 장기석 LG디스플레이 책임연구원 등 산학 공동 연구진은 생체분자만의 고유한 구조로 여겨졌던 `거울상 대칭구조`를 금 나노 입자에서 세계 최초로 구현하는데 성공했다고 밝혔다.

연구결과는 세계적 학술지 `네이처` 18일자(현지시간) 표지논문으로 게재됐다. 국내 과학자로만 이루어진 연구진이 네이처 표지논문을 장식한 것은 2012년 이후 처음이다.네이처는 영향력이 큰 연구결과를 선정해 관련 분야 석학이 논문의 의미와 내용을 설명하는 `뉴스앤뷰` 섹션에 이번 논문을 소개하기도 했다.

카이랄 구조를 띈 나노미터(nm·1nm는 10억분의 1m) 크기의 재료는 독특한 특성을 나타내는 만큼 촉매, 광학, 센싱 등 다양한 분야에 활용할 수 있다. 하지만 금속과 같은 무기재료를 나노미터 크기 수준의 작은 카이랄 구조로 만드는 것은 공정이 복잡할 뿐 아니라 안정성 등에 문제가 생기면서 불가능하다고 여겨왔다.연구진은 2개 이상의 아미노산이 결합되어 있는 `펩타이드`를 이용해 금 입자를 카이랄 구조로 만드는 데 성공했다.금 입자를 만드는 과정에 펩타이드를 넣어주면 특정 결정면에 펩타이드가 달라붙으면서 카이랄 구조가 만들어졌다.

연구진은 이후 LG디스플레이와의 협업을 통해 카이랄 구조를 갖고 있는 금 나노입자가 `3차원 편광현상`을 갖고 있음을 보였다.연구진은 실험을 통해 이번에 개발한 금 카이랄 구조를 디스플레이 등에 응용 가능함도 확인했다.남기태 교수는 "디스플레이를 위한 새로운 개념의 가시광 편광소재로 바로 적용이 가능해 산업적으로 의미가 있다"고 덧붙였다.연구진은 금속을 이용해 카이랄 구조를 만들 수 있음을 확인한 만큼 향후 재료 합성의 새로운 패러다임을 제시했다고 연구 의의를 설명했다.

또한 연구진이 개발한 합성법은 다양한 재료로 확장이 가능한 만큼 나노 재료 합성 분야 원천 기술을 확보했다는 점에서도 큰 의미를 갖고 있다. 현재 국내 및 해외 특허 출원이 완료된 상태다.

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