나노과학 핵심소재 연구평가, 화학 분야 전문학술지 '안게반테 케미' 게재

경상대 자연과학대학 화학과 이심성 교수연구팀이 나노과학의 핵심소재인 '2차원 폴리로탁세인'을 제조하는 획기적 방법을 개발했다고 18일 밝혔다.

'로탁세인(rotaxane)'은 바늘 코(또는 구슬)에 실을 꿰는 것처럼 반응물이 물리·기계적으로 얽혀 생성한 물질이다.

로탁세인 및 이들의 고분자인 폴리로탁세인은 차세대 나노기술로 주목받는 분자모터 등 다양한 분자 기계의 원천물질로 주목받고 있다.

제조법은 바늘 코에 실을 꿰고, 일직선으로 서로 연결해 1차원 구조를 만든 후 나란히 배열한 1차원 구조를 다리결합으로 천을 짜듯이 2차원으로 만드는 과정을 거친다.

기존 방법에서는 실을 꿸 때 사용하는 성분과 다리결합에 사용하는 성분은 전혀 다른 물질이었다.

이 교수팀은 자체 설계한 원통형 유도체를 은 이온과 선형분자인 이시아노옥탄과의 단 한 번의 반응을 통해 높은 수율(투입량 대비 완성품 비율)로 2차원 폴리로탁세인 제조에 성공했다.

또 그 구조를 X-선 단결정(單結晶) 회절(장애물 주위 파동의 퍼짐) 분석으로 밝혀냈다.

이 교수팀은 이 방법을 통해 한 가지 선형분자가 바늘 코를 꿰고 다리결합에도 참여하는 등 두 가지 역할을 동시에 하는 점도 확인했다.

그동안 한 가지 선형분자가 서로 다른 두 기능을 보이는 것은 선형분자 사이 큰 반발력 때문에 거의 불가능한 것으로 알려져 왔다.

이 교수팀은 "이번 연구의 핵심은 한 가지 선형분자로 2차원 폴리로탁세인을 제조한 것과 이 물질이 만들어지는 합리적인 경로를 제안한 것"이라고 밝혔다.

이 연구 결과는 화학 분야 전문 학술지인 '안게반테 케미'에 핫 논문으로 선정돼 게재됐다.

이번 연구는 한국연구재단 기초연구실 및 핵심연구 지원사업으로 이뤄졌다.

/연합뉴스