박정열 교수 연구팀의 논문(제1저자: 김재현 석박통합과정, 공동저자: 전조아 석사과정 )이 나노과학 분야 국제학술지인 ‘ACS Nano (IF: 15.881)’에 게재되어 지난 4월 22일 (금) 온라인으로 게시되었다.

박정열 교수의 연구팀은 본 논문에서 마이크로 채널의 최적 설계 및 실험적 검증을 통해 양극성 이온다이오드의 성능을 극대화시키는 방법을 제안하고 이를 활용하여 인체에 매우 유해한 10 pM 농도의 극미량 수은 중금속 이온 검출에 성공하였다. 본 연구에서 값비싼 장비 및 까다로운 후속공정을 통한 나노 스케일의 형상변경이 아닌 나노입자의 자기조립(self-assembly) 및 자기조립되는 마이크로 채널의 형상변경을 통해 제작된 3차원 비대칭 나노채널 네트워크 기반 양극성 이온다이오드의 정류비(rectification ratio)를 극대화할 수 있음을 보였으며, 고체전자소자의 p-n 접합부(junction)처럼 순방향 전압(forward bias voltage)을 가했을 때, 양극성 이온다이오드의 접합부에서 양/음이온 모두 농축되는 현상을 이용하여 주변 유체의 이온 및 극성분자의 농도를 100배 농축시킴으로써, 고감도 바이오센서에 응용될 수 있음을 입증하였다.

본 연구를 주도한 석박통합과정의 김재현 학생은 2015 프로복싱 MBC 전국 신인왕전 페더급 우승, 전 KBF 페더급 한국4위 경력의 프로복싱선수 출신으로 운동선수 특유의 순수함, 성실함과 도전정신으로 연구에도 훌륭한 성과를 내고 있다.

본 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 중견연구자지원사업, 기초연구실지원사업(BRL)과 환경부와 한국환경산업기술원의 생태모방 기반 환경오염관리 기술개발사업의 지원을 받아 수행되었다.

▶ 논문 제목: Asymmetric Nanochannel Network-Based Bipolar Ionic Diode for Enhanced Heavy Metal Ion Detection
▶ 논문 링크: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c02016