인공 분자 혁신적 제작, 최고 포스터상 수상

올해 초, ETH 취리히와 IBM 리서치 취리히 연구자들이 1µm 마이크로스피어로부터 인공 분자를 구성하는 획기적 기술을 Science Advances에 발표했습니다. 박테리아 크기인 이 미세 입자들은 미래 마이크로로봇, 포토닉스, 기초 생화학 연구에 전망을 제시합니다.

IBM 취리히 연구소 박사전 과정 송보 니가 로열 케미스트리 소사이어티 패러데이 토론 회의에서 "프로그래머블 콜로이드 분자 조립"으로 최고 포스터상을 수상했습니다.

아래는 니 박사와의 인터뷰로, 그의 연구 과학과 미래 함의를 다룹니다.

송보 니: 우리는 물리 기상 증착이나 시드 중합 같은 기존 접근법의 한계(조성과 기하학 제약)를 넘어서는 하이브리드 콜로이드 물체 제작법을 개발했습니다. 트래핑 사이트 기하학을 정밀 이해함으로써 단일 사이트 내 여러 입자를 배치해 복잡하고 프로그래머블한 구조를 만들 수 있습니다.

이 다기능 클러스터는 전기적, 자기적 및 기타 특성을 결합하여 입자 연구를 크기 축소를 넘어 다기능성으로 발전시킵니다. 다양한 요소를 단일 유닛에 통합합니다.

콜로이드 분자를 어떻게 조립했나요?

송보 니: 우리 기술은 커피 얼룩 효과에서 영감을 받았습니다. 물방울에서 증발이 가장자리에 가장 강해 입자가 바깥으로 흘러 링 형태로 퇴적됩니다. 우리는 엔지니어링된 구멍이 있는 템플릿 위에 마이크로스피어를 포함한 물방울을 놓아 이 원리를 활용했습니다. 물방울이 증발하면서 표면 장력이 입자들을 구멍으로 유도했고, 물방울을 템플릿 위로 이동시키며 입자들을 정밀 위치시켰습니다.

물 표면 장력이 컵 측면으로 물이 넘치는 것을 방지합니다.

연구 결과의 잠재적 응용은?

송보 니: 초기 실험은 기초 연구로, 자연 자기조립 과정을 이해하는 모델을 제공합니다. 그러나 이 방법은 다용도입니다. 자기 입자 도입으로 외부 조작 가능, 약물 탑재 입자 통합으로 개인맞춤형 표적 약물 전달 가능합니다.

다음 연구 목표는?

송보 니: 다양한 기하학에서 서로 다른 소재를 결합해 이방성(방향 의존성)을 프로그래밍하는 방법을 탐구 중입니다. 이는 야누스 촉매 입자와 세균 편모 같은 마이크로 객체의 국소 운동에 중요합니다. 목표는 외부 에너지로 구동되어 헤엄치고, 혼합하고, 수송할 수 있는 작은 로봇 역할을 하는 콜로이드 물체를 만드는 것입니다. 이 능력은 생물물리학과 생물의학 연구에 혁명을 일으킬 수 있습니다.