투명한 그래핀 주머니 씌워 고분자의 이동 관찰

투명한 그래핀 주머니 씌워 고분자의 이동 관찰

IBS 연구팀, 투과전자현미경으로 실시간 관측 성공

(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 기초과학연구원(IBS)은 첨단연성물질연구단 스티브 그래닉 단장 연구팀이 원자 크기 수준의 분해능을 갖는 투과전자현미경(TEM)으로 고분자를 실시간 관찰하는 데 성공했다고 20일 밝혔다.


생체 내 고분자 물질인 DNA·단백질 등은 생체 대부분을 작동시키는 핵심 요소이지만, 어떻게 움직이는지에 대해서는 알려지지 않았다.

고분자를 생체와 비슷한 액체 환경에 놓고 관찰하는 과정에서 전자현미경의 높은 진공 상태 때문에 액체가 증발해 버리기 때문이다.

IBS 연구팀은 흑연의 한 층에서 떼어낸 2차원 탄소나노물질인 '그래핀'을 이용해 이 같은 문제를 해결했다.

두 장의 그래핀 사이에 고분자가 든 액체층을 끼운 뒤 그래핀으로 감싸는 일명 '액체 그래핀 셀' 기법을 사용했다.

고분자가 든 액체에 그래핀 주머니를 씌워 전자현미경 안에서도 증발하지 않으면서도 내부까지 관찰할 수 있다.


기존 액체 그래핀 셀 방식을 이용하려면 고분자를 잘 볼 수 있도록 '착색'(staining·색을 입히는 것)을 해야 했는데, 이 과정에서 고분자의 성질이 변한다는 문제가 있었다.

IBS 연구팀은 8개월의 실험 끝에 착색 작업 없이도 안정적으로 고분자를 볼 수 있는 그래핀 주머니를 고안하는데 성공했다.

우선 투과전자현미경의 시료를 놓는 바닥에 3∼5겹으로 된 그래핀 한 장을 올린 뒤 그 위에 시료 고분자가 든 액체를 뿌리고 2겹의 그래핀을 덮는다.

그래핀끼리 강력하게 붙으면서 액체가 안에 갇히는 원리이다.

연구팀이 개발한 그래핀 주머니는 얇고 투명해 내부 고분자의 움직임을 실시간으로 볼 수 있다고 연구팀은 설명했다.


의료와 산업 분야에 널리 사용되는 고분자 연구에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼스'(Advanced Materials) 온라인판 지난 19일 자에 실렸다.

jyoung@yna.co.kr

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