linker 매개 공유결합반응을 활용한 고도로 안정된 금 나노입자 슈퍼크리스탈 제조법이 개발되었다. 이 기술은 다양한 환경 조건에서도 구조적 안정성을 유지하며, 크기 조절이 가능해 슈퍼크리스탈의 광범위한 응용 가능성을 제시한다.

나노입자 슈퍼크리스탈의 구조적 안정성 확보는 광범위한 잠재적 응용분야에 활용하는 데 필수적이다. 원자력및양자공학과의 중성자 산란 및 나노스케일 물질 연구실(최성민교수팀)에서 linker 매개 공유결합반응을 활용한 고도로 안정된 금 나노입자 슈퍼크리스탈 제조법 개발에 성공하였다. Adipic acid은 Linker분자로 사용되며, H₂SO₄의 존재 하에 에스테르화 반응을 통해 6-mercap-tohexanol로 기능화된 금 나노입자를 연결하여 슈퍼크리스탈을 형성한다. 이렇게 제조된 금 나노입자 슈퍼크리스탈은 대부분 면심 입방 구조(face-centered cubic structure, fcc)의 Wulff polyhedra를 형성하며, 슈퍼크리스탈의 크기 분포가 균일하게 형성되는 것을 확인하였다. 또한, 다양한 극성 및 pH(0-14)의 용매, 건조 조건 및 최대 175의 온도 환경에서도 슈퍼크리스탈의 구조를 안정적으로 유지하는 것을 확인하였다.

나노입자 슈퍼크리스탈의 형성은 성장과 동시에 일어나는 무작위 균일 핵 형성, 시간이 지남에 따라 반응 제어에서 확산 제어로의 점진적인 성장 모드 변화, 그리고 작은 결정들 간 같은 결정 방향으로의 결합 과정을 거치게 된다. 본 제조법에서는 Linker 분자의 농도와 반응 온도를 달리하여 나노입자 슈퍼크리스탈의 크기 제어가 가능한 장점을 가지고 있다. 본 연구성과는 그 우수성을 인정받아 24년 6월 The Journal of Physical Chemistry Letters (IF=4.8) 저널에 표지논문으로 선정, 게재되었다.