프랑스의 대학 Joseph Fourier Grenoble의 Badr Kaoui와 Chaouqi Misbah와 미국 Georgia Institute of Technology의 George Biros 연구진은 시뮬레이션을 이용해 적혈구의 변형이 혈액의 흐름에 어떤 영향을 끼치는지와 유체의 흐름이 어떻게 적혈구의 변형에 영향을 주는지를 연구했다.

적혈구가 동맥혈관을 통해 흐를때에 낙하산 모양이나 슬리퍼 모양으로 변형되기도 하는데 왜 변형되는지 풀리지 않은 의문이었다. 연구진은 세포들이 충분히 둥그런 모양을 가지고 있지 않고 모양의 안정성을 잃으면 대칭적인 낙하산 모양이 슬리퍼 모양으로 바뀌는 것을 알아냈다.

또한 이러한 변형이 세포들의 이동 속도와 유체의 흐름 속도의 차이를 상당히 줄여 세포들이 유체의 흐름을 따라가는 것을 돕는다는 것을 발견했다.

이 연구 결과는 슬리퍼 모양의 적혈구들은 혈액의 흐름을 더 원활히 한다는 것을 제시했으며 적혈구의 모양이 혈액의 흐름에 어떤 영향을 끼치는지를 이해하는데 중요한 첫 단계가 될 것으로 보인다. [전문바로가기]

◆자기조립에 의한 나노입자 준결정

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그러나 그들은 원자의 주기적 정렬에 의해 설명될 수 없는 존재가 "불가능한" 물질을 발견하게 됐으며, 준결정으로 명명된 이러한 재료는 반복되진 않지만 기존과 다르고 수학적으로 일정한 패턴을 따른다.

그러나 준결정이 어떻게 형성되는지, 안정한 상태인지, 정밀한 원자 구조는 어떤 것이지 등에 관한 문제가 남아있다. 최근 시카고대 연구진은 최초로 자기 조립 나노입자를 이용해 준결정을 제조할 수 있었다. 자기 조립 기술은 새로운 재료를 개발하는데 있어 자연의 자체적인 경향성을 이용하는 것이다.

알곤 국립 연구소 및 펜실베니아대와 공조한 연구진은 상이한 재료로 구성된 구형 나노입자를 제조한 후 이들을 융합해 준결정으로 자기조립되도록 하였다. 준결정의 자기 조립을 지배하는 근본적인 법칙을 연구진은 알아낼 수 있었다. 실험 및 이론적 연구 결과에 의하면 유례 없는 기계, 광학, 전자 성질을 갖는 새로운 재료의 개발이 가능할 것으로 예상된다. [전문바로가기]

◆플라즈몬 렌즈 제작

표면 플라즈몬은 절연체와 금속의 계면에서 TM(transverse-magnetic) 편광된 빛에 의해 여기될 수 있는 자유 전자의 진동들이라고 할 수 있다. 그러한 표면 플라즈몬 파동은 짧은 파장과 관련이 있고, 장의 크기를 증폭시킬 수 있기 때문에 다양한 응용 분야에 이용될 수 있을 것으로 보여 많은 관심을 받고 있다.

짧은 유효 파장 덕분에 다양한 광학 분야, 높은 해상도 이미지, 센서 등에 이용될 수 있다. 이러한 응용을 위해 해결해야 할 가장 큰 문제점은 초점 크기의 조절, 표면 플라즈몬 장의 모양과 크기를 조절하는 것인데, 이를 위해서는 적절한 광학적 여기를 만들 수 있는 플라즈몬 구조가 필요하다.

연구팀은 여러 개의 고리 모양 금속링 구조를 이용해 최적화된 플라즈몬 초점을 만들어 낼 수 있었다고 한다. 이를 위해 적절히 편광된 빛을 이용했다. 은 박막 위에 만들어진 원 모양의 파장이하의 슬릿에 의해 슬릿 가장자리에서 여기된 플라즈몬 파동이 구부러진 파형을 갖게 됐고 구조적인 중심 부분에 초점을 맞출 수 있었다.

연구팀은 이번 연구를 통해 단일 원형 슬릿과 여러 개의 동심원 구조의 슬릿을 이용해 최적화된 플라즈몬 초점화를 이룰 수 있었다는 점에서 이번 연구에 큰 의미가 있다고 밝히고 있다. [전문바로가기]

◆HIV 연관된 효소 모니터링하는 전기화학적 방법

HIV와 연관된 효소들을 모니터링하는 전기화학적 방법이 치료법을 확인하는데 도움을 줄 수 있을 것이다. 현재 AIDS 치료법은 몇몇 HIV 관련 단백질들을 겨냥하는 항-레트로바이러스 약물들을 사용해 세포를 감염시키고 바이러스의 새로운 복제를 생산해 병을 일으키는 단백질들의 능력을 억제한다.

그러나 이들 약물에 대한 저항성이 빠르게 일어날 수 있다. 이제 캐나다의 과학자들이 AIDS 치료를 위해 펩티드들을 스크리닝하는 다용도 전기화학적 방법을 개발했다. 웨스턴온타리오대학교의Heinz-Bernhard Kraatz와 Kagan Kerman은 그 펩티드들에 페로신 표지을 부착하고 그것들을 HIV 효소들의 용액에 담갔다.

억제가가 HIV 효소들에 결합함에 따라 잘 알려진 페로신 전기화학 신호가 달라졌다. 독일의 루어대학교의 생물무기화학 전문가인 Nils Metzler-Nolte는 저자들이 HIV 감염과 연관된 효소들의 펩티드 억제자들을 위한 빠르고 비싸지 않은 스크리닝법을 시연해보였다고 말했다.

이 방법이 신약 개발에서 확립된 색체계나 형광측정 검사법과 경쟁할 수 있는 잠재성을 가지고 있다고 그는 덧붙였다. Kraatz는 그들이 현재 그들의 시스템을 HIV 효소들을 복합적인 탐지 뿐만 아니라, 이들 효소들의 억제가 후보자들의 대량 검색까지 가능하게 할 수 있는 미세배열 형태에 적용하기 위한 연구를 하고 있다고 말했다. [전문바로가기]

[자료출처 : 한국과학기술정보연구원 해외과학기술동향]