UNIST 에너지 및 화학공학부 이창영 교수팀은 생산성과 재현성을 높인 멤브레인(membrane)을 만드는 데 성공했다고 10일 밝혔다.
멤브레인은 나노포어가 가득한 얇은 막으로 각종 분자를 이 막에 전기와 함께 통과시키면 해당 분자의 특성을 확인할 수 있다.
분자가 통과하면서 구멍 크기가 줄어드는 ‘막힘 현상’이 나타나 전기신호가 달라지는데, 이를 분석하면 분자 크기와 종류를 알 수 있는 것이다.
기존에도 나노포어 기반 탐지 기술은 있었지만, 멤브레인을 만드는 시간이 오래 걸려 생산성이 낮았고 각 멤브레인에 똑같은 나노포어를 구현하기가 어려워 재현성도 떨어졌다.
이 교수팀은 원기둥 모양 구조를 지닌 탄소나노튜브를 이용해 이런 문제를 해결했다.
탄소나노튜브를 센티미터 수준으로 길게 만든 다음 여러 개 탄소나노튜브를 열경화성 플라스틱인 에폭시(epoxy) 위에 가로 방향으로 가지런히 올려서 굳히고 세로로 얇게 잘라낸 것이다.
이렇게 하면 동일한 나노포어를 가진 탄소나노튜브 멤브레인을 수백 개씩 만들 수 있고, 유리관 끝에 부착한 다음 분석할 용액에 담가 전압을 가하면 간단하게 시료를 분석할 수 있다고 연구팀은 설명했다.
연구팀은 “기존 막힘 현상을 이용한 연구는 탐지 효율이 10%에 그쳤지만, 이번에 제시한 탐지법에서는 33% 정도로 효율이 3배 이상 높아졌다”고 밝혔다.
연구팀은 “나노포어 기반 탐지 기술이 차세대 인간 유전체 해독기 개발에 핵심적인 역할을 할 수 있을 것으로 기대한다”고 덧붙였다.
이번 연구는 한국연구재단(NRF) 기초과학연구사업과 미래창조과학부 나노·소재원천기술개발사업 지원으로 이뤄졌으며 재료 분야 국제 학술지인 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials) 7월 4일 자에 실렸다. 강은정 기자