울산과학기술원(UNIST)은 에너지화학공학과 고현협 교수팀이 고려대 곽상규 교수팀과 함께 `근적외선 빛에 양이온만 선택 이동시킬 수 있는 광반응성 이온채널`을 개발했다고 28일 밝혔다.
UNIST에 따르면 광반응성 이온채널은 생체 내 특정 자극에 선택적으로 반응하는 이온채널을 모사한 것이다.
빛을 쪼여주는 위치에 따라 방향성 있게 이온 이동이 가능해 광반응성 센서와 소자에 활용할 수 있다.
공동연구진은 근적외선 빛에 민감한 이온채널을 개발하고자 2차원 평면구조인 맥신(Mxene) 나노 시트를 사용해 이온이 이동할 수 있는 채널을 만들었다.
또 금 나노스타(나노미터 크기의 핵과 여러 개의 가지로 이뤄진 금 나노입자)와 셀룰로오스 나노섬유로 기능화해 빛과 열에 선택적 이온 이동을 보이는 양이온 채널을 제작했다.
맥신과 금 나노스타는 근적외선 파장의 빛을 흡수해 열로 전환하는 광열 효과가 뛰어나다.
연구진은 1차원 나노 재료인 셀룰로오스 나노섬유를 혼합해 맥신 복합소재의 기계적 강도를 향상하는 동시에 채널 사이의 간격을 넓혀 효율적인 이온 흐름을 구현했다.
특히 개발된 맥신 이온 채널은 기존 산화그래핀 이온 채널보다 약 40배 높은 광유도 전류를 나타냈다고 연구진은 설명했다.
고현협 교수는 "개발된 맥신 이온채널은 빛에 노출되는 위치에 따라 전류를 끄거나 증폭시킬 수 있어 이온 기반 센서, 소자에 활용할 수 있다"며 "생체이식형 소자, 휴먼-머신 인터페이스 등에 잠재적으로 응용 가능하다"고 말했다.
연구 결과는 `네이처`의 자매지인 `네이처 커뮤니케이션스`(Nature Communications)에 1월 23일 자로 게재됐다.
(사진=연합뉴스)
