서울대학교 기계항공공학부 이정훈 교수(43) 및 물리천문학부 임지순 교수(58) 연구진은 탄소나노튜브가 DNA와 복합체를 형성할 때 전기적 특성이 변하는 현상을 발견하였다.
탄소나노튜브는 탄소원자로 이루어진 직경이 1 nm 정도의 나노구조물이고 DNA는 모든 생명체의 세포내에서 정보를 저장하는 생체 물질이다.
이 두 가지 상이한 분자수준의 물질이 안정된 결합을 한다는 사실은 알려져 왔으나 금번 이러한 복합체 형성에 의하여 전기적인 특성이 변한다는 사실이 최초로 발견, 입증 되어 향후 이와 같은 비생체-생체 나노 물질을 이용한 여러 가지 응용의 가능성을 열어 놓았다 는 의미가 있다.
연구진은 탄소나노튜브-DNA복합체를 전기장을 이용한 조립법으로 나노전극에 고정시켜 전기적 특성을 측정하고 라만스펙트럼을 비교 분석하여 복합체의 전기적 특성변화를 입증 하였으며, 또한 이를 분자 이론적 계산에 의하여 확인하였다.
응용연구의 한 예로 이정훈 교수 연구팀은 현재 탄소나노튜브-DNA복합체를 이용한 바이 오센서를 개발하고 있다. 개발되는 바이오센서는 향후 각종 암 등 질병의 초소형, 재택 자 가진단이 가능한 혁신적인 시스템이 될 것으로 기대된다.
또 다른 응용연구의 예로 탄소나노튜브-DNA 복합체를 직접 세포에 주입하여 세포의 기능 을 조절하거나 암세포의 사멸을 유도하는 등의 세포생체 연구에 활용되고 있다.
또한 연구된 복합체 구성 및 조립 기술을 이용 각종 유해물질이나 특이 화합물 등에 매우 민감한 나노와이어를 이용한 전자후각센서를 개발할 수 있는 것이다. 예를 들어 후각이 예 민한 동물들처럼 인간의 냄새를 구별하거나 폭발물, 마약 등을 탐지해 낼 수 있는 후각기 능을 하는 센서가 가능하게 된다.
본 연구의 결과는 나노기술 분야 최고의 학술지인 Nano Letters 에 2009년 3월 3일(화) 인터 넷판으로 게재되었다.