[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 한국표준과학연구원(KRISS)은 소재융합측정연구소 나노분광이미지팀이 독자 개발한 '초분광 광유도력 현미경'을 이용해 나노입자 표면을 화학적 이미지로 관찰하는데 성공했다고 30일 밝혔다. 개별 나노입자의 관찰은 이번이 세계 처음이다.

나노입자의 안전성 검증 및 새 기능의 나노입자 개발에 힘을 보탤 이번 연구 결과는 물리화학분야 국제학술지 '피지컬 케미스트리 레터스(Journal of Physical Chemistry Letters, IF: 6.71)'에 지난 1일 게재됐다.(논문명:Direct Chemical Imaging of Ligand-Functionalized Single Nanoparticles by Photoinduced Force Microscopy)

나노입자는 표면상태나 표면에 붙어 있는 분자에 따라 성질이나 독성 유무 등이 달라지기 때문에 원하는 성질의 분자층을 나노입자에 코팅해 활용한다.

이에 따라 나노입자의 특성을 제어하고 안전하게 사용키 위해서는 입자의 표면에 원하는 성질의 분자층이 잘 결합했는지 정밀분석하는 것이 중요하다.

하지만 기존 측정방식인 적외선 분광법으로는 이를 확인할 방법이 없다. 나노입자는 크기가 매우 작아 입자들을 구별할 수 없고 표면층의 분자 수준 분석은 불가능하다.
  
연구팀은 기존 방법을 대신해 공간상의 모든 위치에서 분광 정보를 얻어 이미지로 재구성할 수 있는 '초분광 광유도력 현미경'을 개발하고 이를 통해 나노입자의 표면분자층을 영상화하는데 성공했다.

현미경 렌즈 대신 미세탐침이란 새로운 장치를 시료 근처에 설치하고, 레이저 빛을 탐침에 쏜 뒤 모아진 빛이 시료와 상호작용해 탐침에 미세한 힘(광유도력)을 발생시키는 방식이다.

이 힘에 대한 시료의 초분광 이미지를 측정하면 개별 나노입자의 특성을 초정밀 진단하는 것이 가능하다.

 연구팀은 금 나노입자에 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 분자를 결합한 나노입자, 산화철 입자에 폴리머 입자(tertiary amine)를 결합한 나노입자의 분광학적 특성을 분석했다.

KRISS 이은성 책임연구원은 "나노입자의 표면화학정보를 개별 입자 수준에서 측정할 수 있게 돼 나노입자의 성능을 인체 적용 전에 미리 검사할 수 있다"며 "세포 내의 활성산소 증가 등 몸 안에서 발생할 수 있는 나노입자의 불안전성을 분석하는 데 도움이 될 것"이라고 밝혔다.

KRISS 이태걸 부원장(나노안전성 기술지원센터장)은 "나노입자의 생체 내 안전성 측면에서 개별 나노입자 수준의 정밀분석은 꼭 필요했던 일"이라며 "기존 기술의 한계를 극복할 수 있게 돼 의미가 크다"고 강조했다.


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