기존에도 DNA를 빌딩블록으로 사용해 다양한 나노 구조체를 만드는 기술은 존재했지만, 복잡한 설계과정이 필요한 데다 염기서열이 조절된 값비싼 DNA를 이용해야 하는 어려움이 있었다.

연구팀은 연어에서 추출한 DNA 물질을 이용해 기존보다 1000배 이상 저렴한 비용으로 정렬된 지그재그 형태의 나노 구조체를 구현했다.

연구팀은 화장용 붓으로 연어에서 추출한 DNA를 물감처럼 이용해 그림 그리듯 기판에 한 방향으로 문질렀다.

붓질 방향으로 정렬시키면 얇게 퍼진 진한 상태의 DNA 필름이 형성되는데 공기 중에 노출·건조되며 기판의 바닥에서 잡아주는 힘 때문에 팽창력이 작용한다. 이 팽창력은 DNA의 탄성력과 상호작용해 DNA 분자에 파도 모양의 기복이 생기면서 일정한 지그재그 패턴이 형성된다.

연구팀은 생물체에서 추출한 저렴한 DNA를 사용했기 때문에 내부 정보까지 조절할 수 없지만, DNA 물질의 구조적 정교함은 변하지 않아 아주 일정한 구조체가 된다고 설명했다.

이어 DNA 막 위에 다른 물질을 바르면 DNA 구조에 따라 정밀하게 그 물질이 정렬하기 때문에 다양한 분야에 이용 가능하다고 말했다.

액정 디스플레이에 사용되는 다른 액정을 정렬시킬 수 있고 금속 입자, 반도체 물질 정렬이 가능해 향후 이러한 기능을 통해 새로운 개념의 광전자 소자로의 응용에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

윤 교수는 "DNA뿐 아니라 자연계에 존재하는 단백질, 근육 세포, 뼈의 구성물질 등 다양한 생체 물질을 광전자 분야에 사용할 수 있다는 점에 의미가 있다"고 말했다.

한편 차윤정 박사과정 학생이 1저자로 참여한 이번 연구 성과는 재료분야 저명 학술지 `어드밴스드 머티리얼즈(Advanced materials)` 11월 15일자 온라인 판에 게재됐고, 액정(liquid crystal) 분야 핫 토픽으로 선정됐다.김정원 기자

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