온도와 습도에 따른 지질 내의 금 나노 입자의 조대화 거동 변화

Abstract

나노 크기의 금속 입자는 그들의 독특한 물리적 특성으로 인해 큰 관심을 받고 연구되고 있다. 나노 입자의 물리적 특성은 입자의 크기 및 형태에 따라 달라지며, 다양한 산업의 요구에 맞는 입자의 크기와 형태를 만들어 내는 것은 나노 기술 연구에 중요한 과제이다. 특히, 금 나노 입자는 전자, 광학, 촉매 및 바이오 분야 등에 다양하게 응용될 수 있는 가능성이 입증되면서 가장 많이 연구되고 있는 나노물질 중 하나가 되었다. 그러므로 다양한 산업분야에서 실용화를 이루기 위해서는 금 나노 입자의 크기 및 형태를 제어하여 입자를 기능화 하는 연구는 필수적이다. 본 연구에서는 고체 지지체에 형성된 액체 결정성 지질 막 내에 금 나노 입자를 형성시킴으로써 지질 분자로 둘러싸인 금 나노 입자를 제조하였고, 이 나노 입자를 서로 다른 온도 및 습도에서 어닐링하였다. 온도와 습도의 영향에 따라 지질 분자들의 유동성은 제한되거나 자유로워졌고, 지질 분자에 둘러싸여 있는 금 나노 입자는 지질의 유동성에 영향을 받아 입자간 조대화 거동이 달라졌다. 또한, 서로 다른 지질이 갖는 화학적 특성의 차이에 의해서도 조대화 거동은 차이를 보였으며, 이러한 조대화 거동의 차이는 결국 입자의 최종 크기와 형태를 결정했다. 이 합성 방법으로 작은 크기부터 큰 크기까지, 둥근 형태부터 각진 형태에 이르기까지, 크기와 형태의 대략적인 제어가 가능함을 알 수 있었다. 이 연구를 통해 온도와 습도에 따른 지질 막 내에 존재하는 금 나노 입자의 조대화 거동을 관찰하고 메커니즘을 설명함으로써, 기존의 방식들 보다 손쉽게 금 나노 입자의 크기 및 형태를 제어할 수 있는 새로운 방법을 제시하고자 한다. 제조한 금 나노 입자는 용매에 다시 용해시킴으로써 쉽게 용도에 맞게 기능화 하여 쓰일 수 있다. 뿐만 아니라, 세포 막을 이루는 성분인 지질과 금 나노 입자간 상호작용에 의한 조대화 거동에 대한 메커니즘 규명은 의학, 약물 투여, 바이오센서 등의 분야에 잠재적으로 적용될 수 있다.