1. 제목 : Potential application of graphene liquid cell electron microscopy to live imaging of biological samples

2. 연사 : 육종민 교수 (KAIST 신소재공학과)

3. 일시 : 2017년 05월 24일 (수) 16:30~17:45

4. 장소 : 양분순 빌딩 계단식 강의실 (207호)

5. 초록:

 생물화학, 재료과학, 환경과학, 촉매 분야에서 널리 이용되어져 온 액상 투과전자현미경은 최근 수차보정 투과전자현미경 개발 덕분에 고분해능에서 액체 내 현상들을 관찰할 수 있게 되었다. 그러나, 전자현미경의 진공 속에서 액체를 가두기 위해 사용되고 있는 수십나노미터 두께의 질화실리콘 (SiN)은 많은 전자를 산란시켜 전자현미경 분해능을 저하시킬 뿐만 아니라 부도체인 질화실리콘에 쌓여진 전자들은 전자현미경 이미지의 명암을 저하시키게 된다. 이로 인해 액체 속에서 일어나는 중요한 현상들을 원자 단위에서 관찰하기는 어려웠다.

 최근에 그래핀 (graphene), 산화그래핀 (graphene oxide), 질화붕소 (BN)와 같은 나노미터 이하의 두께를 갖는 막 (membrane)을 제작할 수 있는 기술들이 개발되었고, 이러한 막들은 전자현미경을 위한 극단적으로 투명한 샘플 지지막으로 사용되어져왔다. 특히, 한 개의 탄소 원자 두께를 갖는 그래핀은 이러한 막들 중에 가장 얇기 때문에 이를 전자현미경 샘플 지지막으로 사용하게 되면, 얇은 시편이나 유기물과 같은 시료들을 고분해능으로 관찰할 수 있다. 또한, 그래핀은 유연하면서 강한데다 불투수성을 가지기 때문에 기체나 액체와 같이 진공안에서 불안정한 상들을 가두기에 아주 적합하다. 게다가, 그래핀은 높은 전기전도도와 열전도도를 가지고 화학적으로 안정한 표면을 가지기 때문에 전자현미경 관찰시 발생할 수 있는 불필요한 현상들을 막을 수 있다.

 본 발표에서는 그래핀으로 액체를 가둔 새로운 형태의 그래핀 액상 셀을 소개할 예정이다. 그래핀 액상셀은 전자현미경 안에서도 실제와 같은 환경을 액체에 제공할 뿐만 아니라 원자 단위의 관찰을 용이하게 한다. 이러한 그래핀 액상셀을 이용한 백금 나노입자 성장, 3차원 구조 이미징, 그리고 리튬 이차 전지에 사용되는 적극의 리튬화 과정과 같은 무기물 기반 액상
실험들을 소개할 것이다. 나아가, 최근에 나오고 있는 살아있는 생체 시료의 투과전자현미경 실험 결과들을 소개하고 그래핀 액체 투과 전자현미경의 살아있는 생체 시료 이미징 결과들을
간략하게 발표할 것이다.