아주대학교 김장환 교수 공동 연구팀이 해양 생물인 뇌산호의 구조에서 착안해 위치나 조건에 관계 없이 정밀하게 측정 가능한 나노 분석법을 개발했다. 이에 현장에서의 정밀 분자 분석과 AI 기반 질병 진단 등에 활용될 수 있을 전망이다.

첨단신소재공학과 김장환 교수 연구팀은 블록공중합체 나노패턴 내 '제어된 무질서(controlled disorder)'를 구현함으로써, 측정 방향과 빛의 편광에 관계 없이 균일한 신호를 제공하는 고재현성 표면증강 라만분광(SERS) 플랫폼을 개발했다고 밝혔다.

이번 연구 결과는 ‘블록 공중합체 나노 무질서도 극대화를 통한 차세대 비침습 진단용 비편광 SERS 플랫폼 개발(Maximizing Nanoscale Disorder in Block Copolymers for Orientation-Independent SERS Platform Toward Non-Invasive Diagnostics)’이라는 제목으로 국제 저명 학술지 <어드밴스드 사이언스(Advanced Science) 7월14일 자에 게재됐다.

이번 연구는 초미세 나노 구조의 촘촘하고 정밀한 규칙성은 그대로 살리면서도, 빛이 들어오는 방향에 따라 측정값이 달라지는 기존의 한계(광학적 이방성)만을 선택적으로 극복한 새로운 설계 방식을 제시했다는 데 의의가 있다. 특히 극미량의 신호도 정확히 잡아내고(고감도), 언제 측정해도 동일한 결과를 나타내며(높은 재현성), 빛의 방향에도 구애받지 않고 측정이 가능(안정성)하며, 웨이퍼 단위의 대량 생산이 가능한 대면적 공정성을 동시에 확보했다. 이에 앞으로 현장에서 즉시 질병을 선별하고 정밀하게 분석할 수 있는 차세대 진단 기기 개발에 크게 기여할 것으로 기대된다.

아주대 김장환 교수는 "이번 연구는 나노구조의 무질서를 단순한 결함이 아닌 광학적 균일성과 측정 신뢰도를 높이는 기능적 설계 요소로 활용한 사례"라며 "대면적 나노패터닝 기술과 인공지능 분석을 결합해 앞으로 질병 조기 선별을 비롯한 다양한 비침습 분자 진단 분야로 확장할 수 있을 것"이라고 설명했다.

언론보도

김장환 교수팀, 해양 생물 구조에서 착안한 정밀 측정 나노분석법 개발