계면 비선형 분광을 통한 이온·양친매성 상호작용 및 단분자막 프로톤화 상태 규명 연구

Interfacial nonlinear spectroscopy for ion–π interactions and protonation state of monolayers

연구 내용

Sum-Frequency Generation 기반 계면 분광을 이용해 이온·π 상호작용, 프로톤화 및 전기 이중층 구조를 정량적으로 해석하고 단분자막 거동을 규명하는 연구

김도석 연구실은 Sum-Frequency Vibrational Spectroscopy를 활용하여 물/계면에서 형성되는 Langmuir monolayer의 전하 분포와 화학 평형을 분자 수준에서 해석합니다. pH와 염 농도 변화에 따른 프로톤화 분율, 전기 이중층의 charge condensation, 단분자막의 회복 거동을 Gouy–Chapmann 계열 모델과 다중 피크 피팅으로 연결합니다. 또한 cation–π 상호작용과 표면 흡착을 기반으로 저밀도 계면층에서 생체분자 흡착 민감 검출 성능을 평가합니다.

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1건

연구 흐름

초기에는 단분자막이 물 표면에 형성될 때 SFG 스펙트럼이 어떻게 달라지는지 기초 계면 신호의 원리를 정리하고, 다중 피크 Lorentzian 모델로 신호를 정량화하는 방향으로 연구를 수행했습니다. 이후 cationic monolayer에서 counterion 거동과 charge condensation이 계면 전하 구조에 미치는 영향을 전기 이중층 해석 체계로 확장했습니다. 최근에는 pH·염 조건에서 프로톤화 평형을 SFG로 추정하고, cation–π 상호작용 기반 생체분자 흡착의 onset 변화를 비교 지표로 활용하여 계면 분석을 바이오 검출로 연결하는 흐름을 보입니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

pH·염 농도 계면상태 모니터링
전기 이중층 모델 검증 실험
Langmuir monolayer 기반 센서 플랫폼
cation–π 상호작용 정량 분석
표면 흡착 onset 기반 바이오 어세이
계면 회복/재생 공정 평가
흡착 선택성 스크리닝 시험법
흡착층 구조-신호 상관 지도화
비선형 분광 기반 품질 관리
계면 전하 전이 메커니즘 해석 도구