3D DNA 격자 내 은 나노클러스터 합성

DNA 나노기술은 DNA 이중 나선의 분자 설계 해상도를 활용하여 물질을 특정 구조로 접고 배열하는 데 기여합니다. 최근 생체무기화학 분야에서는 DNA/Ag+ 친화성을 이용한 은 나노클러스터의 템플릿 환원 연구가 활발합니다. 본 연구는 은 염기쌍이 삽입된 DNA 삼각형의 위상(topology)을 활용하여, 메조다공성 3D 격자 내에서 은 나노클러스터의 성장을 정밀하게 제어하는 통합적인 합성 방법을 개발했습니다. 공초점 형광 현미경을 통해 반응 동역학을 직접 관찰하고 광학 밴드갭을 재구성했습니다. X선 회절 분석 결과, 다양한 피리미딘:피리미딘 쌍에서 Ag4 및 Ag6 분자 구조가 확인되었습니다. 2 나노미터 미만의 클러스터 간 거리는 전자 결합을 유도하며, 문헌 표준 대비 적색 편이가 관찰되었습니다. 철저한 계산 연구를 통해 관찰된 현상에 대한 이론적 기반을 마련하고, 클러스터 크기, 전하, 기하학적 구조 및 공명 간의 상호작용을 규명했습니다. 이러한 결과는 재료 합성, DNA 기반 플라즈몬 결정, 그리고 광학 활성 나노전자공학 분야의 발전에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.