식물이 자라는 것처럼 보이는 구조 '화학화원' 등

<사진=KISTI>
<사진=KISTI>
미국 신시내티 대학 물리학과의 Philippe Debray 교수의 연구팀이 자기를 사용하지 않고 전기만으로 구동하는 스핀트로닉스를 처음으로 실증했다. Debray교수의 연구팀은 순수하게 전기적인 방법만을 이용하는 혁신적인 수법으로 전자의 스핀을 제어하는 기술을 발견했다고 밝혔다.

Debray 교수는 InAs으로 제작한 양자점 접촉을 이용해 스핀편극된 전류를 발생시켰다고 설명했다. 이 실험이 성공하기 위한 중요한 조건은 양자점 접촉의 전류에 직각인 방향의 포텐셜이 비대칭이라는 점이다. 이것은 양자점 접촉을 형성하는 게이트 전압을 조정함으로써 가능했다고 한다. 이러한 스핀편극을 발생시키는 물리적인 원인은 스핀궤도 상호작용이며 연구팀은 양자점 접촉에서 이 효과가 증강되는 것으로 생각하고 있다.

Debray 교수의 실험은 InAs계의 반도체를 이용해 극저온(~70mK)에서 수행됐으나 GaAs계의 반도체를 이용해 동작온도를 높일 수 있을 것으로 기대하고 있다. [전문바로가기]

◆식물이 자라는 것처럼 보이는 구조 '화학화원'

 

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실리카 미세구조는 전이 금속염과 함께 로딩된 고분자 비드를 이용해 규산나트륨 용액에서 배양될 수 있다. 많은 화학자들은 용액에서 식물이 자라는 것처럼 보이는 구조를 지닌 '화학화원'*을 알고 있다.

플로리다 주립대학의 Oliver Steinbock은 미세유동 장치에 응용이 가능한 미세 관의 성장을 조절하기 위해 이 반응을 적절하게 변화시키는 데 성공했다.

그들은 마이크로 크기의 튜브의 침전 성장의 토대가 되는 황산구리용액이 담겨있는 아가로스 비드를 사용해 실험을 진행했다. 이 비드들은 규산나트륨 용액에 노출되고 이를 통해 미세 튜브들은 표면 위에 버블을 형성하게 된다.

이때 만들어진 버블은 성장하고 있는 미세 튜브의 끝에 달라붙어 튜브가 성장할 때 비드로부터 멀어지는 방향으로 움직이게 된다. 이때, 성장하고 있는 튜브와는 완전히 다른 모양을 나타내는 결정성 물체 또한 비드로부터 멀어지는 방향으로 성장하고 있는 것이 관찰된다. 이와 같이 미세 튜브가 성장하는 동안 연구자들은 비드들이 움직이는 예를 관찰할 수 있었고 이를 통해 이 시스템이 실제로 구동될 수 있는 독성없는 화학 에너지의 생산에 이용될 수 있음을 보여줬다.

*화학화원(chemical garden): 물로 희석한 물유리의 용액에 유색의 중금속염의 결정을 넣으면 금속 이온과 규산 이온이 결합해 결정이 반투막으로 싸인다. 이 반투막을 통해 내부에 물이 삼투하면 반투막의 내부는 압력이 높아지고 막의 제일 약한 곳이 깨진다. 그리고 내부의 금속 이온이 밖으로 나오면 다시 규산 이온과 결합해 결정은 액면까지 성장하게 된다. 성장한 결정은 아름다운 꽃밭처럼 되며 이것을 '화학화원'이라고 한다. [전문바로가기]

◆새로운 다기능 나노복합체

최근에 다기능성 나노물질이 많은 관심을 받고 있다. 자성과 발광 특성을 갖는 다기능성 메조포러스 복합 나노물질은 MRI, 약물 전달, 세포 분리, 표시등의 바이오 분야에 응용 가능성을 갖고 있다. 특이한 특성을 갖고 있는 메조포러스 실리카는 응용 분야가 다양해 많은 연구가 되고 있다.

자성 나노입자는 자성 유체, 촉매, 바이오 분야, MRI 등의 응용에 가능성이 있어 많은 관심을 끌고 있다. 여러 자성 입자 중에서, Fe3O4는 분리, 센싱, 이미징 등 나노바이오 분야에 응용이 가능해 더 많은 관심을 받고 있다. 따라서 메조포러스 실리카 나노구와 Fe3O4 자성 입자가 합쳐지면 외부의 자기력을 이용해 용액으로부터 입자들을 분리시킬 수 있다.

더 흥미로운 특성을 가진 복합체를 만들기 위해 발광 물질을 복합할 수 있다. 발광 물질로 잘 알려진 란탄계 복합체는 높은 양자 효율, 안정성, 좁은 발광 밴드, 우수한 색 순도를 갖고 있다. 이러한 특징은 란탄계 복합체가 센서, 디스플레이 분야에 적용 가능하도록 한다. 근적외선은 가시광보다 깊은 조직에서 덜 회절되기 때문에 고분해능 이미지를 위해서는 근적외선이 유리하다. [전문바로가기]

◆난소암 효과 보인 백혈병 치료제 스프라이셀

미국 FDA로부터 만성 골수성 백혈병 치료제로 승인된 스프라이셀이 난소암 세포의 성장과 침습을 현저히 저해하고 더해 이들 세포들의 사멸을 촉진시키는 것으로 확인됐다. 이번 연구는 UCLA Jonsson Comprehensive Cancer Center의 연구팀이 진행했다.

이번 연구를 주도한 동 대학 혈액종양학 교수인 Gottfried Konecny 박사는 "나는 Src 의존적인 난소암 환자들에게 스프라이셀이 유망한 추가 약물이 될 것으로 기대하고 있다"며 "이번 연구는 세포주를 대상으로 한 것이지만 이러한 형태의 난소암 여성들에 대한 임상시험에서 충분한 효과를 낼 것으로 기대되고 있다" 고 설명했다.

이번 시험에서 연구팀은 총 34종의 난소암 세포주를 대상으로 스프라이셀의 효과를 시험했으며 이들 세포주들의 유전자 분석도 실시했다. 이들 분석을 통해 연구팀은 스프라이셀에 대한 반응을 예측할 수 있는 유전자도 발견했다. 이번 결과를 임상시험에서 재확인한다면 Src가 활성화되는 환자들을 시험으로 선별해 스프라이셀을 투여하는 개인 맞춤 치료가 가능할 것으로 기대된다. [전문바로가기]

[자료출처 : 한국과학기술정보연구원 해외과학기술동향]

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