국내 연구진이 참여한 국제 공동연구팀이 `완벽한 구형`의 금 나노입자를 제작하는 데 성공했다. 구형의 금 나노입자는 독특한 광학적 성질을 갖기 때문에 일명 투명 망토 기술로 불리는 `메타물질`(자연계에 존재하지 않는 새로운 광학특성을 가진 물질)을 조립하는 등의 연구에 활용될 것으로 기대된다.
이기라 성균관대학교 화학공학부 교수팀과 이계행 한국기초과학지원연구원 박사팀은 미국 하버드대 마노하란·카파소 교수팀과 공동으로 수행한 연구에서 표면이 매끄러운 완벽한 구형의 금 나노입자를 합성하는 기술을 개발했다. 기존의 일반적인 나노입자 합성방법으로는 각이 있는 비대칭 모양의 입자만 제작할 수 있었다. 이런 모양의 나노입자는 광학적 성질이 불안하고 균일하지 않다.
연구팀은 일단 팔면체 금 나노입자를 합성하고, 입자의 모서리와 꼭지점에 있는 원자들만 선택적으로 산화시키는 방식을 반복해 구형의 나노입자를 만들었다. 하버드대 연구팀은 이 방식으로 제작한 금 나노입자에 파노공명을 조사한 결과, 이론적으로 완벽한 구형에 가깝다는 결론을 냈다. 파노공명이란 여러 가지 떨림이 서로 간섭해 선형 모델로 설명할 수 없는 비선형 공명 현상을 말한다. 완벽한 구형의 금 나노입자는 DNA 센서, 광결정, 투명망토 등 첨단 광학기술 분야 핵심소재로 응용될 수 있다.
