전남대학교 석사과정 재학생이 국제적으로 저명한 학술지에 논문을 발표해 화제가 되고 있다. 
  
전남대 김세민 석사과정생(고분자공학과. 지도교수 윤현석)은 지난 3월 12일 세계적인 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션’에 ‘Electrical monitoring of photoisomerization of block copolymers intercalated into graphene sheets’란 논문을 제1저자로 발표했다. 

이 논문은 광반응성 작용기를 지닌 절연성 블록공중합체를 그래핀 층 사이에 삽입함으로써 가시광선과 자외선을 전기적으로 감지해내고, 신호 처리를 통해 복합체 내부에 삽입된 블록공중합체의 변화를 분자 수준에서 규명할 수 있었다는 점에서 높게 평가됐다. 

대부분의 고분자 중합체는 전기적 절연체이기 때문에, 전기/전자 분석법을 이용한 물질의 상태 분석이 쉽지 않다. 주로 전기적인 분석은 물질 내 전자 흐름의 변화를 감지해 상태를 파악하고, 이를 신호로 변환하는 과정을 거치기 때문이다. 

김세민 석사과정생은 이 연구에서 도전재 그래핀 사이에 절연성 고분자 사슬이 삽입된 적층형 나노구조체를 제조하고, 전기적인 방법을 통해 광반응성을 평가했다. 이 과정에서 중합체의 분자 수준에서 일어나는 구조적 변화를 실시간으로 모니터링했고, 전기적 신호의 퓨리에 변환 처리를 통해 해당 과정에서 발생하는 쿨롱 봉쇄(Coulomb blockade) 현상까지 규명했다는 점에서 큰 주목을 받고 있다. 

대부분의 쿨롱 봉쇄 현상은 정교한 마이크로 전극으로 구성된 소면적 터널 접합 상에서 관찰되어 왔다. 이 연구에서는 상대적으로 간단한 방식을 통해 제조된 나노구조체로부터 이러한 현상을 관찰했다는 점에서 의미있는 연구로 받아들여지고 있다. 

윤현석 지도교수는 “이 연구결과를 토대로, 향후에는 자극 반응성 블록공중합체가 전자/전기 응용 분야에서도 보다 폭넓게 활용될 수 있을 것”으로 기대했다. 

이 연구는 한국연구재단 지원을 받아 수행됐다.

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