1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드고대 로마시대의 리쿠르구스(Lycurgus) 컵은 쪼여지는 빛의 방향에 따라 초록 비취색을 띠거나 붉은 색을 가집니다. 이것은 컵의 재질로 사용한 유리에 수십 나노미터 크기의 금 나노입자들이 분산되어 있기 때문입니다.
이처럼 입자가 나노미터 크기로 작아지게 되면 금속 안에 있는 자유전자들이 나노입자 속에서 특정한 파장의 빛에 대해 공진하면서 특정 파장의 빛을 흡수하는 플라즈몬 효과가 발생하여 금속 고유의 색상이 아니라 흡수된 파장을 제외한 색을 볼 수 있습니다. 특히, 금 나노막대 같은 물질은 막대의 이방성 모양 때문에 하나의 물질로 쪼여지는 빛의 방향에 따라 다양한 색을 표현할 수 있기에 더 재미있는 소재인데, 그 막대들의 배향이 어려워 실제적 응용이 힘들었습니다. 하지만 관련 연구 분야에서 세계적인 선도그룹이 외부 자극에 민감하게 반응하여 쉽게 배향시킬 수 있는 일반적인 액정 물질을 그 매개체로 사용하여 나노막대를 배향하는 연구를 보고하였습니다.
본 연구팀도 최근 용매에서 용질의 농도에 따라 액정상이 나타나는 DNA 소재를 간단하게 문지르는 방법으로 배향을 쉽게 조절하는 방법에 대해서 연구를 진행하였기 때문에 [Adv. Mater. 2017, 29, 1604247], 이러한 두 시스템(DNA+금 나노막대)을 결합하게 되었고, DNA-금 나노막대 용액의 문지르는 방법을 다양화하여 아래와 같이 금 나노막대를 대면적에서 다양한 방향으로 배향시키는데 성공하였습니다.
이 기술을 통해 연구실 수준에서 수 센티미터 수준에서 대면적으로 배향된 플라즈모닉 나노막대들을 얻을 수 있었고 이를 디스플레이의 컬러필터와 같은 실제적 응용에 사용할 수 있으리라 기대됩니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다. 저는 현재 KAIST 나노과학기술대학원 윤동기 교수님 지도하에 연구를 진행하고 있습니다. 저희 연성소재 나노조립 연구실(Soft matter nano-Assembly group)은 평판 디스플레이 시장의 대부분을 차지하는 LCD (Liquid crystal display, 액정표시장치)의 핵심 물질인 액정물질을 이용하여 물리, 화학적인 관점에서 융합 연구를 주도하고 있습니다. 뿐만 아니라, 자연계에 존재하는 DNA 와 같은 바이오 분자도 농도를 증가시킴에 따라 액정 성질을 띠는데, 이러한 성질을 이용하여 대면적에서 그 방향성을 제어하고, 이를 이용한 다양한 응용연구를 진행하고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람연구를 하면서 제가 만들어낸 결과가 정말 쓸모 있는 것인지 생각할 때가 많습니다. DNA 를 이용하여 새로운 기능의 소재를 개발하는 일은 비록 당장 쓰일 수 있는 기술은 아니지만, 친환경적이면서 유한한 자원을 대체할 신소재 원천 기술로써 가까운 미래에 사람들의 삶의 질을 높일 수 있는 연구의 첫 걸음이라는 생각을 하면서 즐겁게 연구하고 있습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?제가 연구하고 있는 분야는 액정 물질 분야입니다. 액정 물질은 우수한 자기조립현상 및 외부 자극에 의해 민감하게 반응할 수 있는 소재이기 때문에 디스플레이의 핵심소재로 많이 연구되었지만, 그 이외의 분야에 대한 연구는 아직 기초단계입니다. 따라서 액정과 같은 유용한 물질을 다양한 분야에 응용하는 연구를 진행하고 싶으시다면 액정물질 응용연구분야에 도전하시기를 추천 드리며, 기초적 물리, 화학적 지식뿐만 아니라 전자재료, 소자, 센서 등 다양한 응용 연구 분야를 배울 수 있을 것으로 생각합니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?이 연구에서 금 나노막대의 전체적인 정렬 방향을 조절하였다면, 향후에는 농도 등 실험 조건을 변경하여 나노입자 사이의 간격 및 정렬 방향을 정밀하게 조절할 계획입니다. 이를 통해 현재 텔레비전에 사용되는 정도의 크기만큼이나 대면적화를 이뤄내 실제적 응용에 적용을 하고 싶은 것이 큰 목표입니다. 또한, 본 플랫폼이 단순한 만큼, 전기광학 소자뿐만 아니라 플라즈모닉 센서, 유기반도체 소자 등 그 응용 범위를 넓히고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....항상 즐겁고, 재미있게 연구하시고, 그러한 긍정에너지를 학생들에게 전파해주시는 윤동기 교수님 감사 드립니다. 학위과정 동안 옆에서 가장 힘이 되 준 친구 붕이, 낼룡 언니, 강뉴 언니 감사합니다. 무뚝뚝한 외동딸에게 항상 무한한 사랑과 믿음을 주시는 부모님 감사하고, 사랑합니다. 마지막으로 한결 같은 마음으로 함께 해주고 있는 유형준님 진심으로 고맙습니다.