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광운대 이지훈 교수 연구팀, 듀얼 하이브리드 표면강화 라만분광법 (SERS) 시스템 개발
광운대 이지훈 교수 연구팀, 듀얼 하이브리드 표면강화 라만분광법 (SERS) 시스템 개발
  • 이지원
  • 승인 2021.10.15 10:52
  • 댓글 0
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메타표면 코어쉘 구조 금-백금 하이브리드 나노입자와 이황산 몰리브덴(MoS2) 나노입자(NP) 블렌딩 기술 적용하여 응답성 월등히 향상 시켜
JCR 카테고리 분야 상위 3.75 % Q1 과학 전문지 게재

광운대(총장 유지상) 전자공학과 이지훈 교수 연구팀은 전자공학과 루투자 박사과정 연구원(제1저자)과 함께 메타표면 코어쉘 구조 금-백금 하이브리드 나노입자에 이황산 몰리브덴 나노입자 블렌딩 기술을 적용하여 듀얼 표면강화 라만분광법 (SERS) 시스템을 개발하는데 성공했다.

이지훈 교수 연구팀 사진. 사진=광운대
이지훈 교수 연구팀 사진. 사진=광운대

이를 통해 향후 바이오센서 및 임상 진단 분야에서 극도로 낮은 양의 바이러스를 측정할 수 있어 초기 감염 확인 및 신속진단 평가에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

표면강화 라만분광법 또는 표면강화 라만산란법(SERS)은 극도로 낮은 분자 농도에서도 분자와 물질을 인식하고 검출하는 탁월한 분석/센싱 기술이다.

표면강화 라만분광법은 분석물의 매우 약한 라만 신호를 크게 향상 시킬 수 있는 고급 분석 기술로, 바이오 센서, 임상 진단, 화학종 식별, 환경 모니터링 및 식품 안전과 같은 다양한 연구 분야에서 널리 사용되고 있다. 

코어쉘 금-백금 하이브리드 나노입자 (HNP) 적용 듀얼 표면강화 라만분광법 (SERS): HNP 제조, 전자장 분포, 개략도 및 SERS스펙트럼. 사진=광운대
코어쉘 금-백금 하이브리드 나노입자 (HNP) 적용 듀얼 표면강화 라만분광법 (SERS): HNP 제조, 전자장 분포, 개략도 및 SERS스펙트럼. 사진=광운대

이지훈 교수 연구팀을 이번 연구를 통해 새롭게 제안된 하이브리드 듀얼 표면강화 라만분광법 플랫폼을 이용하여 향상된 바이오 센싱 성능을 구현하였다.

새로운 하이브리드 나노입자와 이황화 몰리브덴 나노입자 블랜딩 기술을 적용하여, 극소량의 분자를 감지할 수 있도록 소자 감도를 월등히 향상 시켰다.

하이브리드 듀얼 SERS 소자의 성능 향상은, 고밀도의 배경 금 나노입자와 금-백금 하이브리드 나노입자의 독특한 코어쉘 구조를 이용하였다.

코어쉘 금-백금 하이브리드 나노입자 (HNP)는 고농도의 전자기 핫스팟을 제공할 수 있도록 듀얼스텝 고체상태 습윤방법에 의해 제조되었으며, 이황산 몰리브덴 나노입자의 블렌딩 기술 적용으로 풍부한 활성 부위 및 충분한 전하 이동경로를 제공하였다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단과 교육부가 추진하는 BK-21, 중점연구소, 중견연구자 지원사업과 광운대학교의 지원으로 수행되었고 연구 결과는 과학전문지 『Journal of Materials Science & Technology』 (IF: 8.067, JCR 카테고리 분야 상위 3.75 % (분야 3위) Q1 METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING)의 2021년 10월 6일자 온라인 판에 게재되었다.


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