특 집 Polymer Science and Technology Vol. 23, No. 2 164 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 블록 공중합체 마이셀을 이용한 금속 나노입자의 정렬과 응용 Arrangement of Metal Nanoparticles by Block Copolymer Micelles and Its Applications 유성일 | Seong Il Yoo Department of Polymer Engineering, Pukyong National University Yongdang Campus, San 100, Yongdang dong, Nam-gu, Busan 608-739, Korea E-mailsiyoo@pknu.ac.kr 유성일 2001 부산대학교 고분자공학과 학사 2007 포항공과대학교 신소재공학과 박사 2007-2008 서울대학교 Post-doc. 2009-2011 Univ. of Michigan Post-doc. 2011-현재 부경대학교 고분자공학과 전임강사 1. 서론 금속 나노입자 또는 나노구조가 가지는 표면 플라즈몬 특성을 이용하여 광전자, 바이오, 또는 촉매 분야 로의 응용을 탐색하는 연구들이 플라즈모닉스 plasmonics 라고 불리는 학문의 영역에서 제안되고 있 다.1-7 플�...

특 집 | 블록 공중합체 마이셀을 이용한 금속 나노입자의 정렬과 응용 166 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology A B 그림 2. A 단량체 a , 이합체 b , 삼합체 c 형태로 이루어진 Au@Ag 나노입자를 함유하는 PS-PAA 마이셀의 전자현미경 사진 a-c 및 UV-Vis 스펙트럼 d , B 단량체 a , 이합체 b , 삼합체 c 형태의 Au@Ag 나노입자를 이용한 라만 스펙트럼.20 PS 블록 또는 PMMA 내부로 encapsulation 된다 그림 2A b 이때, 블록 공중합체의 양을 나노입자에 대해 과량 으로 사용하기 때문에 나노입자가 encapsulated 되지 않은 비어있는 마이셀도 존재하게 된다 그림 2A b 하지만, 비어있는 마이셀은 이후 centrifugation 과정을 통해서 선 택적으로 제거 시킬 수 있어 최종적으로는 그림 2A c 에서 처럼 Au 나노입자를 함유하는 마이셀을 제조할 수가 있 다. 비슷한 방식을 적용하면 나노막대를...

특 집 | 블록 공중합체 마이셀을 이용한 금속 나노입자의 정렬과 응용 168 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology a b 그림 5. A PS-PVP 마이셀을 이용한 Au 나노입자 패턴 제조에 관한 개요도,23 B 수소 플라즈마를 이용하여 제도된 크기와 간격이 조절된 Au 나노입 자의 SEM 사진,23 C LiAlH4를 이용하여 제조된 Au 나노입자의 TEM 사진.13 노입자를 함유하는 마이셀을 적용하는 연구도 제안되고 있다. 예를 들면, Cornell 대학 Chen 그룹에서는 Au 나노 입자의 표면을 우선 thiol 기를 가지는 소수성의 리간드로 개질을 시킨 이후 PS-PGA PGA = poly glutamic acid 마 이셀을이용하여 PS 코어속에 Au 나노입자를 encapsulation 하였다 이하 Au@PS-PGA로 기술 .22 Au@PS-PGA는 PGA 코로나 구조에 의해서 표면이 코팅되어 있는 형태이 기 때문에 새로운 기능성을 부여시킬 수 있는데 특히 PGA 블록은 -C...

특 집 | 블록 공중합체 마이셀을 이용한 금속 나노입자의 정렬과 응용 170 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 그림 8. A PS-PVP 마이셀을 이용하여 Au 나노입자와 Ag 나노입자의 패턴 제조에 관한 개요도. B a 이종 나노입자 배열의 TEM 사진 및EDX 스펙트럼, b Au 나노입자-Ag 나노입자 간 커플링에 의한 UV-Vis 스펙트럼 변화 및 시편 사진.26 약하게 설정하여 표면의 PS 블록만 제거하여 PVP 코어가 표면에 노출되게 하였다. 그 후 마이셀 박막을 citratestabilized Au 나노입자 용액에 담그게 되면, 양전하를 가 지는 PVP 블록과 음전하를 가지는 Au 나노입자 간에 정 전기적 인력에 의해서 나노입자가 마이셀의 코어 블록에 대해서만 선택적으로 흡착이 된다. 이때, 산소 플라즈마 처리 시간을 조절하면 표면에 노출되는 PVP 코어의 면적 을 조절할 수가 있어 그림 7 a d 에�...

특 집 | 블록 공중합체 마이셀을 이용한 금속 나노입자의 정렬과 응용 172 고분자 과학과 기술 Polymer Science and Technology 그림 10. PS-PVP 마이셀을 이용하여 제조된 Au 나노입자 패턴을 광합성 단백질 복합체 LH2 complex 에 적용한 연구의 개요도 및 나노입자 패턴 gray 과 SiO2 blank 위에서의 LH2의 발광세기 비교. 여기파장은 514 nm a 와 788 nm b 로 조절되었음.28 빠른 에너지 전달 fluorescence resonance energy transfer, FRET 이 발생하여 carotenoid는 발광하지 못하고 BChl만 발광 865 nm 하는 특성을 가진다. 이러한 시스템에서 형 광체-플라즈몬 커플링을 연구하기 위해 Köhler 그룹에서 는 두 가지의 여기파장 514 nm 및 788 nm 을 활용하였다. 먼저, 여기파장을 514 nm로 사용한 경우에는 그림 10 a 의 히스토그램에서처럼 나노입자 패턴 위에서 코팅된 LH2 의 발광세기가 나노입자가 없는 SiO2기�...