표면증강라만산란의 비밀을 풀다
- KRISS·고려대, 나노측정기술로 매커니즘 규명 -

□ KRISS(한국표준과학연구원, 원장 강대임) 나노바이오융합센터 이태걸 박사팀과 고려대학교(총장 김병철) 김지환 교수 연구팀이 한국연구재단 및 미래창조과학부지원 하에 분자 표면증강라만산란(Surface-Enhanced Raman Scattering, SERS)에서의 메커니즘에 대한 논란을 잠재울 수 있는 실험적 결과를 제시하였다.

   o 표면증강라만산란이란 빛이 물질을 통과할 때 나타나는 고유한 스펙트럼인 라만산란신호가 금속 표면에서 수십 억 배 증폭되는 현상을 말하며 극미량의 병원균, 독성물질, 환경호르몬 등을 검출하는 기술로 다양하게 활용되고 있다.

   o 현재 학계에서는 이 현상에 대한 이유를 라만 산란의 전자기적 효과로 보는 시각과 화학적 효과로 보는 시각으로 양분되어 논란의 대상이 되어 왔다.
    
공동연구팀은 최신 나노측정기술을 결합한 극미량 질량분석 및 분광측정을 통해 표면증강라만산란에서 화학적 효과는 일어나지 않는다는 것을 밝혔다.
  
화학적 효과를 주장하는 측에서 대표적으로 언급하는 아미노벤젠치올분자의 변화를 분석한 결과 해당 스펙트럼의 변화가 라만 산란의 화학적 효과가 아닌 분광측정에 의한 광반응의 분자 생성물에서 기인한다는 것을 알 수 있었다.

이전까지 잘못된 해석을 할 수 밖에 없었던 이유는 분자의 형태를 나노수준에서 정확하게 측정할 수 있는 질량분석기술과 분광측정기술이 없었기 때문이다. 하지만 KRISS의 최신 나노기술과 장비를 통해 이에 대한 정확한 측정이 가능하게 되었다.

KRISS 이태걸 박사와 고려대 김지환 교수는 “본 연구팀의 연구결과는 기존의 표면증강라만산란의 메커니즘에 대한 학계의 최근 논란을 종결시킬 수 있다.”고 말하며 “매커니즘 규명을 통해 극미량의 유기, 분자의 정밀측정에 대한 효율성과 신뢰성을 높일 수 있는 계기가 될 것”이라고 평했다.

연구팀의 연구결과는 물리화학분야의 유명 국제 학술지인 ‘The Journal of physical Chemistry Letters’ 3월호에 게재되었다.