우리대학 이인수(화학) 교수와 김진구(화학 박사)씨 팀은 산화망간과 실리카의 혼성 나노입자를 이용, 외부의 환경에 따라 내부를 채웠다, 비웠다 전환할 수 있는 새로운 나노입자를 개발했다.
나노입자 중에서도 속이 빈 입자는 내부에 약물을 채워 암세포 등에 약물을 전달하는 약물전달체, 나노 반응기나 의료영상 촬영을 위한 보조물질 등에 활용될 수 있어 화학계에서도 많은 연구가 이루어지고 있다.
실리카에 둘러싸인 산화망간 나노입자에 수소상태에서 열을 가해주면 속에 든 산화망간이 껍질로 퍼지면서 내부가 텅 빈 실리케이트 나노입자가 만들어진다. 이 때 환경을 공기로 바꾸면 비어 있던 입자는 다시 원래의 산화망간으로 채워지게 된다.
연구팀은 이 나노 입자에 촉매가 활발하게 이루어지는 백금 나노입자를 추가, 보다 낮은 온도에서도 쉽게 환원될 수 있도록 해, 주변의 기체 환경 변화에 따라 내부가 채워졌다 비워졌다를 반복하는 새로운 개념의 나노물질을 구현하는데 성공했다.
기체 환경 변화에 구조가 바뀌는 이 물질을 이용하면 주변 환경에 반응, 물질의 성능을 마음대로 조절할 수 있는 ‘스마트’한 신소재를 만들 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 또, 지금까지 나노크기의 작은 입자에서 일어나는 화학반응들을 이해하는데도 도움을 줄 것으로 전망되며 <미국화학회지(JACS, Journal of the American Chemical Society)> 표지논문과 스포트라이트 논문으로 선정됐다.
이번 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단의 기초연구 사업(중견연구자지원사업-도약연구)의 지원을 받아 수행됐다.