이정철 – 김동철 교수 공동연구팀은 섭씨 1,150도 고온에서 어닐링 시 발생하는 실리콘 표면 원자의 이동 현상을 이용하여, 실리콘 자가 조립 기반 중공(中空)의 마이크로튜브 형태 레조네이터 (Hollow microtube resonator) 질량센서를 개발하였다. 이 성과는 2016년 1월 27일 나노분야 최상위 학술지인 ‘나노 레터(Nano Letters)’ 지에 발표되었다.

연구팀은 실리콘 표면 원자 이동 현상을 실험 및 수치계산과 병행하여 실리콘 웨이퍼 내부에 공동(cavity) 을 구현할 수 있는 원리를 규명하였다. 이를 이용하여 공동을 제작하고 내부 표면 산화를 통해 수십에서 수백 나노미터 범위에서 원하는 두께로 얇은 산화막 껍질을 구현한 다음, 주변부의 실리콘을 제거하는 방법으로 중공(中空)의 튜브 형태 레조네이터 질량센서를 개발하였다. 개발된 중공(中空) 마이크로 튜브 레조네이터 질량 센서는 액상에 존재하는 각종 나노입자 및 바이러스/엑소좀과 같은 나노스케일의 생체 구조를 단일 개체 레벨에서 고속으로 측정할 수 있게 한다.

 

   이정철 교수는 “본 연구의 결과를 통해 특정 질병을 가진 환자의 혈액에 떠도는 미세입자를 무표지(label-free) 방법으로 측정하여 다양한 중요 질병의 조기진단에 획기적으로 큰 기여를 할 것으로 기대한다”면서, “제안된 방법은 초정밀 물리 기반 센서 분야를 넘어서 에너지, 환경, 광학 분야에도 활용 가능성은 무궁무진하다”고 밝혔다.

 

한편, 이 연구는 한국연구재단의 중견연구자지원사업을 지원받아 수행되었다.