
이승우 교수팀,
자연계 존재하는 DNA persistence length 한계의 80배 해당 값,
세계 최고 기록
'DNA Origami Guided Self-Assembly of Plasmonic Polymers with Robust Long-Range Plasmonic Resonance'

[그림 1] 세상에서 가장 단단한 DNA 고분자. 철도 설로 모양으로 제작된 DNA 고분자는 수 μm 길이가 되더라도 구부러지지 않는다. 이 단단한 DNA 고분자를 이용한 알고리즘 자가조립을 통해 나노광학회로를 구현했고, 매우 작은 공간에서 빛을 보낼 수 있음을 실험적/이론적으로 입증하였다.

고려대학교(총장 정진택) KU-KIST융합대학원 이승우 교수팀은 세상에서 가장 단단한 DNA 고분자를 만들어냈다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 세계적 학술지인 Nano Letters지 11월 13일자에 실렸다.
통상 고분자의 단단한 정도는 Persistence length(고분자 사슬이 구부러질 수 있는 최소길이)로 정량화 되며, 이 값이 클수록 고분자가 단단하다고 할 수 있다. 자연계에서 발견되는 DNA 이중나선은 Persistence length가 50 nm까지 커질 수 있다고 알려져 있었는데, 이승우 교수팀은 이를 4 μm까지 늘릴 수 있는 새로운 DNA 고분자를 구현했다. 이는 자연계에 존재하는 DNA persistence length 한계의 80배에 해당하는 값으로 세계 최고 기록이다.
이뿐만 아니라 이렇게 단단한 DNA 고분자를 이용한 알고리즘 자가조립(Algorithmic Self-Assembly)을 이용하여, 연구팀은 비자연적 광학 성질을 보이는 나노광학회로를 구현했다. 이 나노광학회로는 매우 작은 공간 내에 빛을 자유자재로 보낼 수 있다. 이번 연구는 Georgia Tech. & Emory 대학의 Yonggang Ke 교수 연구그룹과의 공동연구를 통해 이루어졌다.

[그림 2] 저자정보. (좌측부터) 허지혁 석박통합과정(제1저자), 박해동 연구교수(공동저자), 이재원 석박통합과정(공동저자), 이승우 교수 (교신저자)
저자정보 : Pengfei Wang (공동 제1저자, Shanghai Jiao Tong University), 허지혁 (공동 1저자, 고려대학교), 박해동 (공동저자, 고려대학교), Donglei Yang (공동저자, Shanghai Jiao Tong University), Yingwei Zhang (공동저자, Beijing University of Chemical Technology), Yunlong Zhang (공동저자, Emory University), 이재원 (공동저자, 고려대학교), 이승우 (교신저자, 고려대학교), Yonggang Ke (교신저자, Georgia Institute of Technology & Emory University) (총 9명)
논문명 : DNA Origami Guided Self-Assembly of Plasmonic Polymers with Robust Long-Range Plasmonic Resonance
논문게재지: Nano Letters (2020년 11월 13일 online published, https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.0c04055
연구진 소개

허지혁 석박통합과정 (제1저자)
1. 인적사항
· 소속 : 고려대학교 KU-KIST융합대학원
· 전화 : 010-3393-0810
· E-mail : huh0921@korea.ac.kr
2. 학력사항
· 2018년 – 현재 고려대학교 KU-KIST융합대학원 석박통합과정
· 2015년 – 2018년 성균관대학교 석박통합과정
· 2013년 한양대학교 응용물리학부 (학사)
3. 전문분야 정보
· Metamaterials, Plasmonics
· Colloidal nanophotonics
Pengfei Wang 교수(제1저자 및 교신저자)
1. 인적사항
· 소속 : Institute of Molecular Medicine at Shanghai Jiao Tong University, China
· E-mail : pengfei.wang@sjtu.edu.cn
2. 학력사항
· 2009년 – 2014년 Weldon School of Biomedical Engineering, Purdue University (PhD.)
· 2009년 Deparment of Materials Science and Engineering, Tianjin University (M.S.)
· 2007년 Deparment of Materials Science and Engineering, Tianjin University (B.S.)
3. 경력사항
· 2018 – 현재 Institute of Molecular Medicine, Assistant Professor
· 2014 – 2018년 Postdoc. Department of Biomedical Engineering, Emory University
4. 전문분야 정보
· Molecular self-assembly
· Intricate nanodevices
· Biomedical applications

이승우 교수(교신저자)
1. 인적사항
· 소속 : 고려대학교 KU-KIST융합대학원
· 전화 : 02-3290-4617
· E-mai l: seungwoo@korea.ac.kr
2. 학력사항
· 2011년 KAIST(Korea Advanced Institute of Science and Technology) (Ph.D.)
· 2005년 서강대학교 화학공학과 (학사)
3. 경력사항
· 2018년 – 현재 고려대학교 KU-KIST 융합대학원, 바이오마이크로시스템기술학과, 융합에너지공학과 부교수
· 2014년 – 2018년 성균관대학교 조교수
· 2012년 – 2014년 Postdoc. Harvard University
4. 전문분야 정보
· Soft Matter: DNA Origami, Colloids, Polymers, and Peptides/Proteins
· Solar cells, LED, Radiative cooling
· Metamaterials, Photonics/Phononics/Acoustic crystals
· Biophotonic nanomaterials, Bioinspired nanomachine, Antifreezing DNA nanomaterials
Yonggang Ke 교수(교신저자)
1. 인적사항
· 소속 : Department of Biomedical Engineering at Georgia Tech and Emory University, USA
· E-mail : yonggang.ke@emory.edu
2. 학력사항
· Arizona State University (PhD.)
· Peking University (B.S.)
3. 경력사항
· 2014년 – 현재 Wallace H. Coulter Department of Biomedical Engineering at the Georgia Institute of Technology and Emory University, Assistant Professor
· 2014년 Postdoc. Department of Biological Chemistry and Molecular Pharmacology at Harvard Medical School
4. 전문분야 정보
· Complex DNA self-assembly
· Biological biomedical applications
· Molecular nanomachine
· Functional nanomaterials