IBS 박정원 박사팀, 나노입자 분석 알고리즘 '3D싱글' 개발
바이러스나 반도체 소자 구조를 3차원으로 분석 가능해져
바이러스나 반도체 소자 구조를 3차원으로 분석 가능해져
기초과학연구원(IBS)은 나노입자 연구단 박정원 박사팀이 호주 모나쉬대, 미국 로렌스버클리국립연구소(LBNL)와의 공동연구를 통해 나노입자의 3차원 구조를 분석할 수 있는 알고리즘 '3D싱글(3D SINGLE)'을 개발했다고 1일 밝혔다.
연구진은 지난해 액상 투과전자현미경을 이용해 나노입자의 전체적 형상을 넘어 원자 배열까지도 입체적으로 관찰할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발한 바 있다. 이번 연구에서는 자체 개발한 '3D 싱글' 알고리즘을 액상 투과전자현미경에 접목해 관찰 성능을 대폭 높였다.
나노입자는 그래핀 기반의 액체 특수 용기에 담겨 분석한다. 연구진은 그래핀과 액체에서 비롯한 노이즈를 제거하고, 원자만 최대 1.5배 더 뚜렷하게 관찰할 수 있도록 알고리즘을 개선했다. 그결과 액체 안에서 자유롭게 회전하는 나노입자를 추적하는 효율을 개선해 기존보다 10배가량 빠른 속도로 3차원 구조를 파악했다. 연구진은 지난 연구에서는 관찰이 어려웠던 크기 2nm 미만의 극미세 입자까지도 추적할 수 있었다고 설명했다.
허준영 연구원은 "여러 입자를 합성해 하나의 입자로 재구성하는 것보다 하나의 원자를 추적 관찰하는 것이 나노입자의 '표정'까지도 정확히 파악해낼 수 있는 기술"이라고 말했다.
박정원 연구위원은 "코로나19 바이러스의 변이처럼 기존과 다른 미세한 구조변화까지도 포착해 분석해 내는 것이 가능할 것"이라며 "향후 촉매·디스플레이, 신약 개발 등 광범위한 분야에서 소자의 성능개선 및 신물질의 설계·합성에 기여할 것"이라고 말했다.
이번 연구결과는 재료분야 세계적 권위지인 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)' 1월 30일(한국시간)자에 실렸다.
monarch@fnnews.com 김만기 기자
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