IBS 박정원 연구위원(서울대 교수) 연구팀    윗줄 왼쪽부터 김성인, 김병효, 박정원 교수,    아랫줄 왼쪽부터 강도훈, 허준영

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IBS 박정원 연구위원(서울대 교수) 연구팀
윗줄 왼쪽부터 김성인, 김병효, 박정원 교수,
아랫줄 왼쪽부터 강도훈, 허준영기초과학연구원(IBS) 나노 입자 연구단 박정원 연구위원(서울대학교 화학생물공학부 교수) 연구팀이 주도한 국제 연구진의 연구로 디스플레이, 연료전지, 신약 개발 등에 활용할 수 있는 나노(나노미터(nm):10억분의 1ｍ)입자 분석 기술이 세계 최초로 개발됐다.

백금 나노 입자의 3차원 증명 사진

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백금 나노 입자의 3차원 증명 사진3일 업계에 따르면 박정원 교수 연구팀은 호주 모나쉬대학교, 미국 로렌스버클리국립연구소와 공동으로 나노 입자의 3차원 구조를 0.02나노미터의 정확도로 분석하는데 성공했다.

연구 결과는 학계에서 난제로 여겨졌던 나노 입자의 표면 구조와 변화 요인을 규명한 성과를 인정받아, 이날 세계적인 학술지 '사이언스(Science)' 표지 논문에 선정됐다.

3차원 증명사진 얻는 과정

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3차원 증명사진 얻는 과정박정원 교수 연구팀은 나노 입자가 액체 상태에서 자발적으로 회전하는 현상에 주목해 회전하는 나노 입자를 연속으로 촬영할 수 있는 특수 용기인 '액체 셀(Liquid Cell)'과 3차원 데이터 구성을 위한 빅데이터 알고리듬(algorithm)을 자체 개발했다.

이를 이용해 액체 셀에 나노 입자를 담아 투과전자현미경으로 초당 400장의 이미지를 촬영해 얻은 서로 다른 2차원 평면 이미지를 빅데이터 알고리듬을 이용해 3차원 데이터로 재구성하는데 성공가.

또 이를 활용해 백금(Pt)을 이용한 나노 입자의 3차원 원자 배열을 확인할 수 있었다.

액체 셀에 담긴 백금 나노 입자

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액체 셀에 담긴 백금 나노 입자나노 입자는 수십에서 수백 개의 원자로 이루어진 1나노미터 이하의 물질로 차세대 디스플레이, 연료전지 촉매, MRI 조영제 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다.

지금까지는 나노 입자의 크기나 전체적 형상 등 2차원 정보만 관찰 가능할 뿐, 나노 입자의 원자 배열 등 3차원 정보 확인은 불가능했다.

백금 나노 입자의 3차원 증명 사진

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백금 나노 입자의 3차원 증명 사진연구 결과는 QD디스플레이의 색 순도와 휘도 향상, 석유화학 산업과 연료전지 등에서 사용되고 있는 촉매의 성능 개선, 단백질 구조 분석을 통한 신약 개발 등 다양한 분야에서 파급 효과가 있을 것으로 전망된다.

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 입자 뿐 아니라 단백질과 같은 생체 분자에도 적용이 가능해 새로운 융합 연구에도 활용이 기대된다"고 말했다.

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