[베리타스알파=나동욱 기자] 전남대는 고분자공학과 김세민 석사과정생(지도교수 윤현석)이 지난 12일 세계적인 학술지인 '네이처 커뮤니케이션'에 'Electrical monitoring of photoisomerization of block copolymers intercalated into graphene sheets'라는 논문을 제1저자로 발표했다고 17일 밝혔다.
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 관찰돼 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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