광운대 이도남 장홍제 교수팀, 나노플라워의 최근 발전 잠재적인 응용을 위한 구성과 구조의 다각화

제1저자 이수정 박사(좌), 장홍제 교수(중), 이도남 교수(우)

광운대학교 이도남 교수 연구팀(인제니움학부대학)은 나노플라워을 이용한 항균제 개발를 진행하여 그 연구 결과가 2022년 12월 미국화학회지(ACS)가 출간하는 ACS Applied Nano Materials 표지 논문으로 선정되었고(ACS Appl. Nano Mater. 2023, 6, 846-855) 지난 3년간 16편의 SCI급 항균 및 항암 논문을 출간하였다.

이에 대한 후속 연구 결과로 2023년 10월5일 제1저자인 이수정 박사, 화학과 장홍제 교수와의 공동 연구로 나노플라워 분야 연구 논문 동향을 분석하여 합성법, 다양한 실험적 파라미터 효과, 반응메카니즘 그리고 촉매, 센서, supercapacitor 및 Li-ion battery로의 잠재적 응용 가능성을 성공적으로 리뷰하여 영국 왕립화학회(RSC)가 출간하는 Nanoscale Advances(인용지수: 4.7, Q2)의 속지 표지 논문으로 선정되었다.

본 연구는 최근까지 발표된 451편의 논문을 2년 간 총정리하여 출간된 49 페이지 분량의 논문으로 더 낮은 온도에서, 더 짧은 시간 동안, 비용 효율적이며, 친환경적인 합성 경로를 통해 나노플라워를 개발할 수 있는 방법을 제안하였고 나아가 나노플라워의 구조 변화에 통한 다양한 물성 개발 및 잠재적 응용 분야에 대한 청사진을 제시하였다.

최근, 나노과학과 나노기술이 재료과학의 유망 분야로 떠오르고 있으며 주사 터널링 현미경 및 원자력 현미경과 같은 분광학 기술은 나노물질의 특성화, 조작 및 크기 제어에 혁명을 일으키고 있다. 나노물질 중에서는 나노플라워(nanoflowers)로 알려진 꽃 모양의 계층적 3D 나노구조는 구형 나노입자에 비해 높은 표면적 대비 부피 비율, 경제성, 그리고 환경 친화적인 합성 방법으로 인해 많은 연구자들의 관심을 끌어왔다.

나노플라워는 유기물, 무기물, 하이브리드로 크게 분류되는데, 하이브리드는 이들의 조합을 말하며 대부분의 나노플라워에 대한 연구는 생물의학 응용에 초점을 맞춰 왔으나 흥미롭게도 무기 나노플라워는 전기, 빛 및 화학 촉매, 센서, 슈퍼커패시터 및 배터리 등의 다양한 분야에서 광범위하게 연구되어 왔다. 그러나 무기 나노플라워에 대한 연구자들의 높은 관심에도 불구하고 이 주제에 대한 포괄적인 검토는 지금까지 거의 이루어지지 않았다. 본 연구는 2000년대 초반부터 최근까지 나노플라워 분야에서 발표되어 온 논문 451편을 선정하여 작성된 리뷰이며 전기, 광 및 화학 촉매, 센서, 슈퍼커패시터 및 배터리 등에 응용하기 위한 무기 나노플라워의 잠재적 가능성에 초점을 맞춘 최초의 리뷰로 평가되며 궁극적으로는 나노플라워에 대한 향후 연구를 촉진하고 다양한 분야에서 시너지적인 효과를 유발하고자 하였다.

이번 연구는 한국연구재단 중견연구자 지원(NRF-2021R1A2C1004285, 2019R1A2C2086770), the Nano Material Technology Development Program through the NRF funded by the Ministry of Science, ICT, and Future Planning (2009-0082580) 및 a Center for Women in Science, Engineering and Technology (WISET) grant funded by the Ministry of Science and ICT (MSIT) under the program for returners into R&D 등의 정부의 지원 사업으로 수행되었다.

온라인 중앙일보