한국인이 공동연구자로 참여해 안정적인 은나노입자의 구조를 밝힌 논문이 4일(현지시간) 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 온라인판에 소개됐다.
미국 톨레도 대학과 조지아 공대가 공동으로 진행한 이번 연구에는 윤복원 박사가 공동저자로 참여했다. 윤 박사는 조지아공대 전산재료연구센터에 소속돼 연구활동을 하고 있다.
이번 연구에서 연구진은 효과적 최신 합성기술로 대량생산한 단일크기 은나노입자가 매우 안정적인 구조로 되어 있음을 밝혔냈다.
이 방법으로 개발한 은나노입자는 금을 비롯한 다른 금속 나노입자들보다 안정성과 순도가 높고 생산량도 훨씬 많은 것이 특징이다. 이전까지 은나노입자는 금보다 산화되기 쉬워 활용에 제한을 받아왔다.
네이처는 톨레도 대학의 테리 비지오니Terry Bigioni) 교수의 말을 인용, 이번에 연구진이 사용한 은나노입자 합성 방법이 ‘고등학생도 할 수 있을 만큼’ 쉽고 간단하다고 설명했다.
이 나노입자의 안정성이 뛰어난 이유는 32개 은원자(silver-atom)들로 이뤄진 중심구조가 마치 ‘비활성 기체’의 단일원자인 것과 같은 안정성을 지니기 때문이다.
연구진은 X선 결정학과 제일원리(first-principles) 전자구조 이론으로 은나노입자의 화학적 안정성, 구조적 성질, 전자학적·광학적 성질을 규명했다.
연구진은 이번 네이처 논문 서문에서 “일부 보호된 금나노입자의 구조가 보고된 적은 있지만, 은나노입자의 구조를 정확히 밝힌 연구 결과 보고는 기존에 없었다”고 설명했다.
윤 박사는 지난 2005년 저온에서 일산화탄소의 산화를 촉진시키는 ‘금 나노입자 촉매 작용’의 메커니즘을 세계 최초로 규명한 연구논문을 과학저널 사이언스에 발표했다. 네이처와 사이언스는 셀과 함께 세계 최상위 과학저널로 꼽힌다.