DNA로 디스플레이 신소재 기술 개발

■ DNA로 디스플레이 신소재 기술 개발

 

한국과학기술원(KAIST) 화학과 윤동기 교수, 기계공학과 김형수 교수팀이 DNA를 정렬해서 마이크로미터(㎛) 크기 2차원 구조체를 제작하고, 이를 전자 제어하고 응용하는데 성공했다고 2019년 06월 18일 밝혔다. DNA를 구조 재료 및 전자 소재로 활용할 수 있고, 생물학이나 의학 연구 대상으로만 여겼던 DNA를 산업 전반에 응용할 수 있는 전기가 마련된 것이다.

 

DNA는 생체 유전 정보를 전달하고 유전 형질을 발현하는 역할을 한다. 이 때문에 생물학이나 의학 분야에서 주로 다뤘다. 최근에는 물리. 화학 성질을 분석하고 활용하려는 시도가 나오고 있다. DNA는 구현 난이도가 높은 이중 나선 구조, 강한 표면 음전하를 띠고 있으며, 체내에서 쉽게 구할 수 있다.

 

연구팀은 DNA를 손쉽고 저렴하게 정렬해 다양한 분야에 활용할 수 있도록 했다. DNA를 담은 물방울 내부에서 발생하는 유체 흐름과 '액정상'을 활용했다. 액정상은 DNA가 서로 끌어당기며, 일정 방향으로 정렬하는 현상이다. 연구팀은 두 기판 사이에서 DNA 액정상을 문질러 원하는 방향으로 DNA 나노 구조체가 정렬하도록 했다. 일정 모양을 갖춘 요철 형태 기판으로 DNA 정렬을 제어해서 2차원 뜨개질 모양이나 아이스크림 콘 모양 구조체도 만들었다.

 

이렇게 만든 구조체를 디스플레이 소자 구현에 활용하는 시도 역시 성공했다. DNA 구조체를 틀로 삼아 플라즈몬 공명 소재인 금 나노 막대를 일정하게 배향시키는데 성공하고, 플라즈몬 컬러 기판을 제작했다. 플라즈몬 공명은 금속 기판 표면에서 전자가 일정하게 진동하면서 특정 색을 반사하는 현상이다. 윤동기 교수는 “DNA를 금 나노 막대와 같은 광학 소재 복합체를 만드는데 활용할 수 있다. 디스플레이 분야 신소재로 응용할 수 있을 것으로 기대하다”고 말했다.