서지주요정보
Tunable surface plasmons of gold hybrid nanostructures and applications for biosensing and reaction monitoring = 금 혼성 나노구조체의 표면 플라즈몬 조절과 바이오검출 및 반응 모니터링 응용
서명 / 저자 Tunable surface plasmons of gold hybrid nanostructures and applications for biosensing and reaction monitoring = 금 혼성 나노구조체의 표면 플라즈몬 조절과 바이오검출 및 반응 모니터링 응용 / Ga-Ram Park.
저자명 Park, Ga-Ram ; 박가람
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2013].
Online Access 원문보기 원문인쇄

소장정보

등록번호

8025553

소장위치/청구기호

학술문화관(문화관) 보존서고

DCH 13024

휴대폰 전송

도서상태

이용가능

대출가능

반납예정일

초록정보

여러 성분으로 이루어진 혼성 나노입자는 개별적인 물성에 기반한 다중 기능 특성뿐 아니라 상호작용에 의해 새롭게 나타나는 상조적 물성 때문에 많은 각광을 받고 있다. 본 논문은 그 중 금을 포함한 혼성 나노입자 (금/금속, 금/고분자, 금/반도체 나노입자) 를 제조하고 플라즈모닉 특성을 이용하여 다양한 분야에 응용한 내용을 포함한다. 제 2 장에서는 폴리올 방법으로 대량 합성한 금@은 핵-껍질 이종금속 나노입자를 언급하였다. 다양한 형상의 금 나노입자를 씨앗으로 사용하여 격자 상수가 유사한 은을 에피텍시얼 (epitaxial) 성장시켜 구형체, 육팔면체, 입방체의 이종금속 나노입자를 제조하였다. 그리고 상기 이종금속 나노입자의 조성 및 형상이 광학적 특성에 미치는 영향에 관하여 연구하였다. 또한 이러한 나노입자를 낮은 밴드갭의 유기태양전지에 도입하여 플라즈모닉 산란 증폭제로 활용하였다. PEDOT:PSS의 버퍼층에 도입된 금@은 핵-껍질 나노입자는 450 - 700 nm의 파장대에서 금 나노입자보다 높은 산란 효율을 보여 소자의 외부 양자 효율 및 흡수를 현저히 증가시켰고, 그 결과 7.24 %의 전력 변환 효율을 달성하였다. 한편 금@은 핵-껍질 이종금속 나노입자에 황 이온을 첨가하여 표면 플라즈몬 공명 밴드를 조절함으로써 가시광선의 모든 색을 구현하였다. 은 껍질이 황 이온과 반응하여 황화은을 형성함에 따라 최대 방출 파장이 장파장 영역으로 현저히 이동하였다. 이러한 광학적 특성을 기반으로 금@은 핵-껍질 이종금속 나노입자를 황 이온의 검출을 위한 비색계 센서로 사용하였는데 그 검출 한계가 자외선-가시광선 분광광도법의 경우 약 10 ppb로 측정되었다. 제 3 장에서는 나노바이오 플랫폼으로 활용 가능한 금@고분자 혼성 나노입자의 한 단계 합성법을 설명하였다. 먼저 폴리올 합성법의 계면 활성제로서 폴리디메틸아미노에틸 메타아크릴레이트 (PDMAEMA) 를, 폴리올 용매로서 폴리에틸렌글라이콜 (PEG) 를 이용하여 페길화된 (PEGylated) 금 나노입자를 합성하여 표면 독성을 성공적으로 제거하였다. 고분자를 매개로 기능화된 나노입자는 기존의 티올기를 매개로 기능화된 금 나노입자에 비하여 극한의 조건에서도 리간드 치환 반응이 일어나지 않는 뛰어난 안정성을 보였다. 폴리에틸렌글라이콜과 에틸렌글라이콜 (EG)을 혼합하여 상기 반응을 진행시킨 후 기능기를 선택적으로 가수 분해 하면, 펙 (PEG) 기능기와 카르복실기로 둘러싸인 금 나노입자가 얻어졌다. 이러한 금 나노입자의 플라즈모닉 특성을 활용하여 보빈 세럼 알부민 (BSA)의 비특정 흡착 없이 카이모트립신 (ChT) 의 선택적 검출이 가능함을 보였고, 그 결과는 단백질 전기영동의 결과와 일치하였다. 제 4 장에서는 금속/반도체 이중껍질 중공 구조체를 합성하고 촉매 반응을 광학 모니터링 한 내용에 관하여 보고하였다. 균일한 은 나노입방체를 백금, 금, 혹은 팔라듐 이온으로 갈바닉 치환시키고, 남아있는 은 성분에 황이나 셀레늄을 첨가하여 칼코겐화 (chalcogenization) 반응을 진행한 다음, 카드뮴으로 양이온 교환시킴으로써 다양한 조합의 금속/반도체 나노입자가 합성되었다. 이러한 혼성 나노입자는 구성 성분의 격자 불일치 정도가 상당함에도 불구하고 금속층과 반도체층이 명확하게 구별되는 이중껍질 중공 구조를 균일하게 형성하였다. 이 후, 상기 합성법을 바탕으로 촉매성이 우수한 백금/황화카드뮴과 플라즈모닉 검출이 가능한 금으로 구성된 금-백금/황화카드뮴 나노입자를 제조하여 수소 생성을 위한 광촉매 반응을 모니터링 하였다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {DCH 13024
형태사항 xvii, 174 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 박가람
지도교수의 영문표기 : Hyun-Joon Song
지도교수의 한글표기 : 송현준
학위논문 학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 화학과,
서지주기 References : p. 165-167
주제 surface plasmon resonance
hybrid
gold@silver
metal/semiconductor
sensor
표면 플라즈몬 공명
혼성
금@은
금속/반도체
센서
QR CODE qr code