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대덕밸리과학소식/KAIST

10억분의 1미터 나노분자를 제어한다

KAIST 기계공학과 박인규 교수팀이 최근 나노미터(10억분의 1미터) 크기 공간에서 전기제어와 온도차를 이용해 나노분자를 제어하는 원천기술 개발에 성공했습니다.

박 교수가 이번에 개발한 기술은 ▲고밀도 전자회로 패터닝 ▲고성능 다중물질 나노센서 개발 ▲단백질·유전자 조작 ▲ 세포조작 및 자극 등 다양한 분야에 응용될 것으로 기대받고 있습니다.

특히 기술적 한계로 나노미터 크기의 섬세한 분자제어가 어려워 개발이 더뎠던 초소형-휴대형 센서 개발에도 커다란 변화를 가져올 것으로 예상됩니다.

연구팀은 나노패터닝 공정으로 고밀도·고정렬 나노와이어를 만들고, 각각의 와이어에 전기를 제어하고 빠르게 온도를 조절해 화학반응 제어를 실현해 나노분자를 정밀하고 신속하게 조절가능하다는 것을 실험으로 입증했습니다.

이 기술은 나노공간에서 선택적이고 개별적인 온도조절로 바이오 분자조작, 선택적 회로집적 등에 응용돼 화학센서의 성능향상이나 초소형 센서 개발 등 IT/ET 융합기술 발전에 크게 기여할 수 있을 전망입니다.

이번 연구결과는 세계적 권위의 나노기술 학술지인 '나노 레터스(Nano Letters)' 10월 3일자 온라인 판에 게재됐습니다.

이번 연구에는 KAIST 박 교수를 비롯해 김춘연 기계공학과 박사과정 학생, 한국표준연구원 이광철 박사, HP의 지용 리(Zhiyong Li), 스탠 윌리암스(Stan Williams) 박사 등이 참여했습니다.

나노와이어를 선택적 온도조절한 후 반응 이미지를 촬영한 모습


나노크기 공간에서 선택적 온도조절을 통한 화학물질 반응/조작 예시

 

 용  어  설  명

전자회로 패터닝 :
메모리, 논리소자 등 전자회로를 기능에 맞게 형상을 설계하고 이에 따라 기판위에 형성하는 기술 


다중물질 나노센서 :
검출기능이 있는 다종 나노물질의 배열로 이루어진 센서로 다양한 화학물질을 동시에 측정할 수 있는 기능을 가지는 소자


단백질·유전자 조작 :
DNA, RNA 분자 및 단백질의 결합, 분리, 변환 등을 일으키는 과정 및 기술


나노패터닝 공정 :
나노미터 수준의 분해능 및 선폭을 갖는 패턴 및 구조물을 생성하는 공정


나노와이어 :
선폭이 1-100 나노미터, 길이 수 마이크로 미터를 갖는 가늘고 긴 1차원 나노구조물