한국표준과학연구원 이태걸 박사
대전 대덕연구개발특구 내 한국표준과학연구원(원장 강대임)은 2일 나노바이오융합센터 이태걸 박사팀이 고려대 김지환 교수팀과의 공동 연구를 통해 나노측정기술로 ''표면증강 라만 산란(Surface-Enhanced Raman Scattering, SERS)'' 현상의 메커니즘을 규명했다고 밝혔다.
표면증강 라만 산란이란 빛이 물질을 통과할 때 나타나는 고유한 스펙트럼인 라만 산란 신호가 금속 표면에서 수십 억 배 증폭되는 현상을 말하며, 극미량의 병원균이나 독성물질, 환경호르몬 등을 검출하는 기술로 다양하게 활용되고 있다.
학계에서는 이 현상에 대한 이유를 라만 산란의 전자기적 효과로 보는 시각과 화학적 효과로 보는 시각으로 양분돼 논란의 대상이 돼왔다.
화학적 효과를 주장하는 측에서는 빛을 쪼여준 뒤 아미노벤젠치올분자의 표면 증강 라만 산란 스펙트럼이 변한다는 것을 근거로 라만 산란이 화학 반응을 유발한다고 주장해왔다.
고려대 김지환 교수.
공동 연구팀은 극미량 질량 분석과 분광 측정을 통해 표면 증강 라만 산란 현상에서 화학적 효과는 일어나지 않는다는 것을 실험적으로 입증했다.
최신 나노측정기술과 장비를 이용해 나노구조에 흡착된 분자가 금속 내 자유전자의 진동으로 증폭된 빛과 상호작용하면서 라만 산란을 유발한다는 전자기적 효과를 입증한 것.
표준연 이태걸 박사와 고려대 김지환 교수는 "이전까지 잘못된 해석을 할 수밖에 없었던 이유는 분자의 형태를 나노 수준에서 정확하게 측정할 수 있는 질량분석기술과 분광측정기술이 없었기 때문"이라면서 "이번 연구결과로 표면 증강 라만 산란의 메커니즘에 대한 학계의 논란을 종결시킬 수 있을 것"이라고 말했다.
이번 연구결과는 물리화학 분야의 권위 있는 국제 학술지인 ''The Journal of physical Chemistry Letters''(3월호)에 실렸다.