CWN(CHANGE WITH NEWS) - 유니스트 ′나노입자′ 온도 측정하는 기술 개발

[CWN 김정후 기자] 국내 연구팀이 나노미터 단위 입자의 온도를 측정할 수 있는 온도계를 개발했다.

22일 권오훈 UNIST 화학과 교수 연구팀은 음극선 발광 분광 기법을 통해 투과 전자 현미경 내에서 나노미터 크기를 가진 시료의 온도를 측정할 수 있는 ‘나노온도계’를 개발했다고 밝혔다.

연구팀은 유로폼 이온(Eu3+)이 가진 특정한 음극선 발광 띠의 세기가 온도에 따라 변화하는 점에 착안했다. 이후 가돌리늄 산화물(Gd2O3)에 유로퓸 이온을 도핑한 나노 입자를 합성한 다음 입자에 음극선 발광 검출 기법을 적용했다. 이에 방출되는 발광 띠의 세기 비율이 온도에 강하게 의존함을 확인했으며 동역학적 분석을 통해 발광 세기의 온도 의존 원리도 밝혔다.

연구팀은 약 100나노미터 크기의 나노온도계 입자를 이용해 주변 온도를 측정했고 약 4도 정도의 측정 오차를 관측했다. 연구팀에 따르면 이는 기존 투과 전자 현미경 온도 측정법에 비해 2배 이상 정확하다.

제1저자인 박원우 연구원은 “투과 전자빔과 나노온도계 입자 간의 상호작용으로 발생하는 부산물인 빛을 이용해 온도를 측정하기 때문에 투과 전자 현미경의 이미지 측정과 동시에 실시간 온도 검출이 가능하다”고 말했다.

권오훈 교수는 “체계적인 분석을 통해 온도 측정의 지표를 제시하고 실시간 이미징 기법과 접목했다”며 “외부 자극에 따라 변화하는 시료의 국부적 온도 변화 관찰에 활용할 수 있어 이차전지, 디스플레이 등 첨단소재 개발에 크게 기여할 것”이라고 말했다.

이번 연구는 세계적 권위의 국제학술지인 ACS 나노(ACS Nano)에 최근 온라인 게재됐다. 연구 수행은 삼성 미래 기술 육성사업의 지원을 받아 이뤄졌다.

CWN 김정후 기자
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