이정수교수,’ 신개념 바이오센서’ 개발
■보도자료(20141013/ EE
News7)
‘신개념 3차원 그물망 나노선 바이오 센서’ 개발
질병-유해물질 신속–정확히 진단하는 제품 개발
기대
포스텍 이정수교수-NASA와 국제공동연구 ‘개가’
질병 진단, 신약 개발, 환경 오염 물질 검출 등에 응용되는 바이오 센서의 성능을 크게 향상시킨 3차원
그물망 나노선 센서 제작 기술이 포스텍과 NASA 연구진에 의해 개발됐다.
포스텍 이정수(전자전기공학과) 교수와 박사과정 김기현씨 연구팀은 미국 NASA 연구팀과 국제공동연구로
나노선 센서에 ‘Y’자의 결합이 반복되는 벌집모양의 3차원
부유 그물망 구조를 적용해 기존 직선형 나노선 센서에 비해 크게 향상된 전기적 특성과 고감도 수소이온 검출 성능을 나타내는 신구조 나노선 바이오
센서를 개발했다.
3차원 부유 구조는 주변 기판의 불순물 등의 영향을 제거하여 감도를 향상시킬 수 있는 구조로 알려져
있으나, 기존 나노선은 매우 큰 종횡비(높이 대 길이 비)로 인해 나노선이 쓰러지거나 서로 달라붙는 현상이 발생하여 부유 구조 제작에 큰 어려움을 겪었다.
공동연구팀이 이번에 개발한 3차원
부유 그물망 나노선은 반복되는 ‘Y’자의 결합으로 인해 기계적 안정성이 향상되고 직선구조보다 넓은 표면적을
가질 수 있는 구조로서, 공동연구팀은 고감도 3차원 부유
그물망 나노선 센서는 SOI(Silicon-on-Insulator) 웨이퍼 위에 나노반도체 공정을 이용하여 30nm 너비를 갖는 벌집 형태의 그물망 부유 나노선 구조 제작에 성공했을 뿐만 아니라 개발된 소자를 이용하여
전기적 특성과 수소 이온 검출 실험을 수행하여 향후 고감도 바이오 센서로 응용할 수 있는 가능성을 입증했다.
또 공동연구팀은 “벌집
형태의 나노선 구조를 응용하여 안정적인 고감도 3차원 부유 나노선 센서를 만드는 것이 핵심기술“이라며
”이 기술은 질병 진단 등 의료 분야는 물론이고 환경과 식품 등 다양한 센서 플랫폼에 응용이 가능하며 이번 연구로 기존 센서에 비해 각종 질병이나
유해물질을 보다 빠르고 정확하게 진단할 수 있는 제품을 개발하는 계기가 될 것으로 기대한다“고 밝혔다.
이번 연구결과는 영국 물리학회(Institute
of PhysicsㆍIOP)가 발간하는 ‘나노테크놀로지(Nanotechnology)’의 주목받는 논문(Featured Article)으로
선정되어 8월 29일에 표지논문으로 게재됐다. (끝/ EE)
* 부유구조: 기존의 나노선 센서는 나노선이 형성된 기판 표면의
전하에 의해 전기이중층이 형성되어 전하를 띤 표적물질의 순환이 방해를 받고, 이들 표면전하에 의해 나노선의
감지표면에 결합된 표적물질의 결합이 약화되어 감도를 떨어지게 한다. 이를 해결하기 위해서는 나노선이
기판에서 분리되어 공중에 떠 있는 3차원 부유 나노선 구조를 적용해야 한다. 3차원 부유 나노선은 기판에서 떨어져 있음으로, 전체 나노선 표면을
이용한 표적물질의 검출이 가능하고, 나노선 주변에서 표적물질의 순환을 방해하는 기판의 영향을 배제할
수 있기 때문에 고감도 바이오 센서를 구현할 수 있다
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