IBS 복잡계자기조립강원 랜드 바카라단, 새로운 나노·마이크로 물질 합성법 개발

스스로 조립(Self-assembly)하는 새로운 나노 및 마이크로 물질이 개발되었고 또한 이에 대한 이론적 규명이 이루어 졌다. 포스텍에 소재한 기초과학강원 랜드 바카라원(IBS) 강원 랜드 바카라단(단장 김기문 포스텍 화학과교수)는 포스텍 물리학과 성우경교수그룹과 공동으로 기존에는 불가능해보였던 비가역적 공유결합을 통한 자기조립으로 속이 빈 마이크로 도넛을 스스로 만들 수 있는 방법과 원리을 찾았다고5일 밝혔다. 마이크로 도넛은 지름이0.7~2.7㎛에 단면 너비가40~80㎚다. 내부가 빈 초소형 도넛 모양의 고분자 물질이다. 강원 랜드 바카라진은 직사각형 모양의  분자를 연결분자와 함께 용매에 녹인 후 자외선을 쪼여주는 방법으로 속빈 마이크로 도넛을 제조했다.직사각형 분자들은 스스로 연결돼 얇은 타원형의 고분자 조각을 형성하고 이것들이 한쪽 방향으로 말려서 나노튜브가 만들어진 뒤, 나노튜브가 길게 자라나다가 마침내 끝과 끝이 만나 속이 빈 마이크로 도넛을 이루게 된다.

이에 대한 기본적 기작은 본 물리학과의 성우경교수그룹이 통계역학의 원리를 사용하여 이론적으로 규명하였다. 즉 엔트로피와 에너지가 경합하여  자유에너지를 최소화하는 방향으로 도넛의 크기분포가 결정된다. 이렇게 자기조직된 마이크로 도넛 내부에 다른 분자를 담아놓거나 배출할 수 있어 약물 전달체나 촉매 등으로의 응용이 가능하다.

한편 이 강원 랜드 바카라결과는 국제 학술지`Nature Chemistry에  1월3일On-Line으로 출간되었고 2월호 표지 논문으로 게재될 예정이다.