국내 연구진이 세계 최초로 나노 입자의 '3차원 증명사진' 촬영에 성공했다. 차세대 디스플레이, 연료전지, 신약 개발 등 다양한 분야 활용이 기대된다.
삼성전자는 삼성미래기술육성사업이 지원한 기초과학연구원(IBS) 나노 입자 연구단 박정원 연구팀이 나노 입자의 3차원 구조를 0.02㎚의 정확도로 분석할 수 있는 기법을 세계 최초로 개발했다고 3일 밝혔다.
박정원 교수 연구팀은 백금(Pt)을 이용해 나노 입자의 3차원 원자 배열을 확인하는 데 성공했다. 지금까지 나노 입자의 크기나 전체적인 형상 등 2차원 정보만 관찰 가능할 뿐 나노 입자의 원자 배열 등 3차원 정보 확인은 불가능했다.
연구팀은 나노 입자가 액체 상태에서 자발적으로 회전하는 현상에 주목, 회전하는 나노 입자를 연속으로 촬영할 수 있는 특수 용기인 '액체 셀'과 3차원 데이터 구성을 위한 빅데이터 알고리즘을 자체 개발했다. 액체 셀에 나노 입자를 담아 투과전자현미경으로 초당 400장의 이미지를 촬영한 뒤 서로 다른 2차원 평면 이미지를 빅데이터 알고리즘을 이용해 3차원 데이터로 재구성했다.
박정원 교수는 "이번 연구에서 제시한 방법을 활용하면 수많은 종류의 나노 입자 구조를 원자 수준에서 분석할 수 있다"며 "나노 입자의 3차원 구조 분석 기술은 나노 입자뿐 아니라 단백질과 같은 생체 분자에도 적용이 가능해 새로운 융합 연구에도 활용이 기대된다"고 말했다.
이 연구는 호주 모나쉬대학교, 미국 로렌스버클리국립연구소가 공동으로 참여했다. 학계에서 난제로 여겨졌던 나노 입자의 표면 구조와 변화 요인을 규명한 성과를 인정받아 세계적인 학술지 ‘사이언스' 3일 자 표지 논문으로 선정됐다.