국내 연구진이 단백질-백금나노입자 복합체와 2차원 대면적/단일층 그래핀을 결합하여 신개념의 바이오나노하이브리드 FET(field effect transistor, 전계효과트랜지스터)소자 및 커패시터를 개발했다.
이 소자는 단백질에 쌓인 백금 나노입자의 크기를 조절함으로써 소자의 전기적 특성 제어가 가능하며,인공와우 등과 같은 인공 기능성 장기, 생체 내 센서 이식을 통한 의료진단 시스템, 생체 내 삽입형 치료기기 등에 활용되어 보건/의료 기술 및 산업의 발전에 기여할 수 있다.
성균관대학교(총장 김준영) 의과대학 김경규 교수․Boi-Hoa San 박사와 기계공학부 및 성균나노과학기술원 김태성 교수․김장아 석박사통합과정생, 그리고 물리학과 박성하 교수 등이 참여한 연구팀은 단백질-백금나노입자 복합체와 2차원 대면적/단일층 그래핀을 결합하여 생체적합성이 뛰어난 바이오나노 FET소자 및 커패시터를 개발했다.
이 연구결과는 나노과학 분야의 세계적 과학저널인 ‘ACS NANO’지에 12월 8일자로 게재됐다. 논문 제목은 ‘Combining protein-shelled platinum nanoparticles with graphene to build a bionanohybrid capacitor(바이오나노하이브리드 커패시터 형성을 위한 단백질에 싸인 백금나노입자와 그래핀의 결합)’이다.
금속나노입자를 단백질로 쌓아서 만든 단백질외피나노입자 (PSNP)는 수 nm 수준의 금속나노입자의 크기를 매우 섬세하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라 금속나노입자의 응집을 막음과 동시에 생체독성을 감소시키기 때문에 생물의학, 생체촉매, 생체소자, 나노메디슨 분야에 응용이 가능하다고 여겨졌다. 하지만 이의 집적과 전자전달 특성에 대한 연구가 부족하여 실질적인 응용에 어려움이 있었다.
김경규 교수는 “이번 연구에서 이러한 PSNP와 ‘꿈의 신소재’라 불리는 2차원 탄소나노소재인 그래핀을 결합시킨 나노바이오하이브리드 소자를 개발함으로써, PSNP의 전기적 특성을 관찰할 수 있었을 뿐 아니라, 이들을 이용한 생체친화성 바이오 커페시터를 개발함으로써, 향후 플렉서블 생체이식 소자 기술의 방향성을 제시할 수 있게 되었다”라고 말했다.
한편 이번 연구는 농촌진흥청(청장 이양호)이 추진하는 차세대 바이오그린21사업과 한국연구재단(이사장 정민근)이 추진하는 일반연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐다.
[저작권자ⓒ 대학저널. 무단전재-재배포 금지]
