나노융합전공 박사과정 최예정학생이 RSC의 chemical communication 9월 issue 중 하나의 표지 논문으로 채택되었다.



표면증강 라만 분광법 (surface enhanced Raman spectroscopy, SERS) 는 분석 분자가 귀금속 나노 구조에 근접하게 배치될 때 금속 입자들의 플라즈몬 공명에 의해 라만 시그널이 크게 증폭되는 현상을 이용한 분석 방법이다. SERS는 분석 물질의 분자정보를 선명하게 보여주므로 ‘분자 지문’ 이라고 불릴 만큼 훌륭한 정성분석의 도구이나, 많은 연구에도 불구하고 정량 분석에서는 여전히 부족한 상태인데 이는 바로 SERS 기질상의 분석 분자의 무작위 분포 때문이다. 이러한 난점을 해결하기 위해서는 오랜 시간이 소요되는 표면적 전체의 모든 단일 점의 분석이 요구된다. 이러한 불편을 해소할 수 있는 새로운 분석 전략으로 고속 나선형 스캔 분광법 (high-speed spiral scanning spectrometry) 이 제안되었다.

고속 나선형 스캐닝은 플렉서블 기판이 감긴 모터의 회전과 스테이지의 병진 이동의 동시 움직임에 의해 수행된다. 이렇게 기판의 움직임을 조절함으로 단일 빔 트레일을 이용하여 연속적 스캔이 가능하며, 이는 스펙트럼 데이터를 평균화하여 정보를 제공함으로써 분석물의 분산도 에 구애 받지 않는다. 또한 모터에 샘플을 감아야 하는 새로운 방법에 맞게 디자인된 플렉서블 은 나노입자 기판에 그래핀을 더하여 기판의 민감도를 증폭 시켰다. 이렇게 디자인된 기판과 나선형 분광법을 이용하여 SERS에서 흔히 다뤄지는 염료인 crystal violet 과 malachite green 을 정량 분석한 결과 신뢰성 있는 선형 검량선을 도출하였다

이로써 고속 나선형 스캔 분광법은 보편적 정량 분석을 위한 효율적인 도구가 될 수 있을 것으로 전망된다. 휴대형 라만 분광계와 함께 기판 민감도와 모터 장치의 더 나아간 개선을 통해 실험실 외부에서도 적용 할 수 있는 초저가 휴대용 SERS를 구현할 수 있을 것으로 예측된다.



 

Chemical Communications (18 September 2017, Issue 73, Cover image)
(pubs.rsc.org/en/Journals/JournalIssues/CC) Title: A silver/graphene oxide nanocomposite film as a flexible SERS substrate for reliable quantitative analysis using high-speed spiral scanning spectrometry Authors: Yejung Choi,a Si Won Song,b Wytse Hooch Antink,a Hyung Min Kim*b and Yuanzhe Piao*acAffiliations:
a. Program in Nano Science and Technology, Graduate School of Convergence Science and Technology, Seoul National University, 145 Gwanggyo-ro, Yeongtong-gu, Suwon-si, Republic of Korea
b .Department of chemistry, Kookmin University, 77, Jeongneung-ro, Seongbuk-gu, Seoul, Republic of Korea
c. Advanced Institutes of Convergence Technology, 145 Gwanggyo-ro, Yeongtong-gu, Suwon-si, Republic of Korea
* Corresponding authors 공동 지도교수

서울대학교 융합과학기술대학원 박원철 교수와 국민대학교 화학과의 김형민 교수의 공동 지도 하에 진행된 최예정 석박 통합과정 학생의 논문이다.