나노-바이오 물질을 자유자재로 제어하는 나노 광(光)집게 개발

(아주경제 권석림 기자) 빛을 이용해 나노-바이오 물질을 자유자재로 집어서 원하는 곳으로 옮길 수 있는 나노 광(光)집게(액체의 나노-바이오 물질을 빛을 이용해 집어서 옮길 수 있는 나노 크기의 장치)가 순수 국내 연구자들의 주도로 개발됐다.

이번에 개발된 나노 광집게로 기존에 실험실 수준에서 수행할 수밖에 없었던 연구를 손톱만한 크기의 작은 칩 위에서 간단히 구현할 수 있어 차세대 나노-광-바이오산업의 핵심기술이 될 것으로 기대된다.

21일 교육과학기술부는 박홍규 고려대 교수 연구팀이 굴절률이 낮은 나노-바이오 물질을 제어할 수 없었던 기존의 나노 광집게의 한계를 극복, 모든 나노-바이오 물질을 자유롭게 제어할 수 있는 새로운 나노 광집게 개발에 성공했다고 밝혔다.

연구팀에 따르면 나노물질은 크기가 너무 작아(10억분의 1미터), 위치를 옮기는 등 자유자재로 제어하기가 쉽지 않다.

박 교수팀은 적외선 영역의 빛을 강하게 한 점으로 모아 표면 플라즈몬(빛과 전자가 결합 금속의 표면을 따라 집단적으로 진동하는 새로운 파동)이 도넛 모양으로 생성되는 새로운 나노안테나를 개발했다.

이 나노안테나느 금속 나노구조의 가장자리에 빛을 강하게 집속할 수 있는데, 이 특성을 이용하면 굴절률이 높은 나노물질은 금속 나노구조의 가장자리로, 굴절률이 낮은 나노물질은 금속 나노구조의 중앙으로 포획할 수 있다.

이번 연구는 교과부와 한국연구재단이 추진하는 리더연구자지원사업(창의적 연구), 일반연구자지원사업 및 기초연구실육성사업 등의 지원으로 수행됐다.

연구결과는 세계 최고 권위의 과학전문지 ‘네이처(Nature)’의 자매지인 ‘네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)‘에 지난 13일자에 게재됐다.