화학과

금속 플라즈몬 강화 란타나이드 형광 나노복합체 입자 합성 성공

환경오염물질의 실시간 모니터링 및 바이오 이미징에 이용

란타나이드가 도핑된 나노물질은 강렬하고 선명하며 오래 지속되는 광발광을 특징으로 하는 뛰어난 특성으로 인해 센싱 및 이미징 분야에서 큰 주목을 받고 있습니다.  특히 충남대학교 자연과학대학 화학과 이재범 교수가 이끄는 연구팀이 인상적인 성과를 내고 있습니다. 박사과정 학생인 원미지 (My-Chi Nguyen) 와 원유광 (Huu-Quang Nguyen)의 공동 연구를 통해 코어-쉘 자기 플라즈몬 나노입자에 유로피움 복합체를 성공적으로 통합해 뛰어난 특성을 자랑하는 광발광 나노구조체를 만들어냈습니다. 

은 코어와 코어-쉘 구조로 합성된 유로피움이 도핑된 나노입자는 비플라즈몬 나노입자에 비해 광발광 강도와 수명이 모두 향상된 것으로 나타났습니다. 이러한 향상은 나노 물질의 발광 특성을 높이는 데 매우 효과적인 것으로 입증된 금속 플라즈몬 유도 형광에 기인할 수 있습니다.

이 혁신적인 형광 자기 플라즈몬 구조의 다용도성은 광발광 기능 그 이상으로 확장됩니다. 유로륨이 도핑된 나노 입자의 담금질 현상은 다른 일반적인 양이온과 음이온의 영향을 최소화하면서 금속 이온, 특히 구리(II) 이온의 농도를 정량화하기 위한 플랫폼으로 독창적으로 활용되었습니다. 이러한 특징은 현장 환경 분석 및 수질 관리를 위한 폐기물이 없고 완전히 회수 가능한 테스트 분석법으로서, 이 나노물질의 잠재력은 최근 메콩프로젝트 (남아시아 메콩강유역 주변국가 환경기금)에서 베트남 페니카 대학과의 공동제안서가 1차를 통과하는 성과를 거두었습니다.  

이 연구는 충남대학교의 지원(2020~2021년)으로 수행되었으며, 재료과학 분야 다학제 간 학술지 '머티리얼스 투데이 나노 (Materials Today Nano, 영향력 지수: 10.3)'에 게재되었습니다. 게재 제목은 "수성 구리 이온의 실시간 모니터링을 위한 금속 플라즈몬 강화 란타나이드 형광 나노입자" (Metal Plasmon-Enhanced Lanthanide Fluorescent Nanoparticles for Real-Time Monitoring of Aqueous Copper Ions) 입니다. 

저널 주소: https://doi.org/10.1016/j.mtnano.2023.100380