화학분야 최상위 학술지 ‘안게반테 케미’ 핫 논문 게재
로탁세인(rotaxane)은 바늘코(또는 구슬)에 실을 꿰는 것처럼 반응물들이 물리적 또는 기계적으로 얽혀서 생성된 물질을 의미한다. 로탁세인 및 이들의 고분자인 폴리로탁세인은 구조적으로 흥미로울 뿐 아니라 차세대 나노기술로 주목받는 분자모터 등 다양한 분자기계의 원천물질로 주목받고 있다.
현재까지 불과 몇 가지 2차원 폴리로탁세인이 보고되어 있으며 그 제조법은 (1)바늘코에 실을 꿰고, (2)이를 일직선으로 상호 연결하여 1차원 구조를 만든 후, (3)나란히 배열된 1차원 구조를 다리결합으로 천을 짜듯이 2차원으로 만드는 과정을 거친다. 특히 기존 방법에서는 실을 꿸 때 사용하는 성분과 다리결합에 사용하는 성분은 전혀 다른 물질이었다.
이심성 교수 연구팀은 자체 설계한 필라아렌 유도체를 은 이온 및 선형분자인 이시아노옥탄과의 단 한 번의 반응을 통해 높은 수율로 2차원 폴리로탁세인 제조에 성공했고 그 구조를 X-선 단결정 회절 분석으로 규명했다.
놀라운 점은 이 방법에서는 한 가지 선형분자가 바늘코를 꿰고 다리결합에도 참여하여 두 가지 역할을 동시에 한다는 것이다. 실제 한 가지 선형분자가 이처럼 서로 다른 두 기능을 보이는 것은 두 선형분자 사이의 큰 반발력 때문에 거의 불가능한 것으로 그동안 알려져 왔다.
따라서 이 연구의 두 핵심 발명은 한 가지 선형분자로 2차원 폴리로탁세인을 제조한 것과 이 물질이 만들어지는 합리적인 경로를 제안한 것이다.
이 연구결과는 화학 및 응용화학 분야 최정상 학술지인 ‘안게반테 케미(Angew. Chem. Int. Ed.)’에 최근 ‘핫 논문 (Hot paper)’으로 선정돼 게재됐다.
이 논문의 제1저자인 이은지 박사는 이심성 교수 연구실에서 박사과정 및 BK21 박사후 연구원으로 있으면서 이번 연구를 수행했다. 이은지 박사는 박사학위과정 중 한국연구재단 미래기초과학핵심리더 양성사업 펠로에 선정된 바 있다. 이 연구는 한국연구재단 기초연구실 및 핵심연구 지원사업으로 이루어졌다. 황원식기자
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