충남대학교분석과학기술대학원 박인혁 교수가 경상대 이심성 교수, 싱가포르국립대 자가데스 J. 비탈 교수가 함께 2차원 폴리로탁세인의 바퀴(wheel)간의 광-고리화반응을 통해 3차원 폴리로탁세인으로 고차원화하는 X-선 구조분석을 성공했다.
이번 연구 결과는 무기화학분야 최정상 학술지인 ‘Inorganic Chemistry’(IF: 4.83)에 6월 7일자로 게재됐다. ‘로탁세인’은 바퀴(wheel) 모양과 축(axle) 모양의 물질이 상호 교차돼 만들어지는 기계적인 구조체다. 이것이 무한이 반복될 경우 이를 ‘폴리로탁세인’이라고 한다. 폴리로탁세인은 거시 세계에 존재하는 기계적 운동을 분자 단위의 기계 및 모터로서 활용 가능해 2016년 노벨화학상 수상 분야로 널리 알려졌다.
박인혁 교수는 이번 연구에서 금속염과 유기물의 자기조립 반응을 통해 제조된 2차원 폴리로탁세인의 바퀴와 축이 상호 교차돼 있다는 것과 이때 광-반응성을 갖게된 바퀴형 유기물이 자외선을 통해 3차원 폴리로탁세인으로 고차원화된 것을 단결정 X-선 회절 구조분석을 통해 규명했다. 폴리로탁세인의 구조적 특성 때문에 축간의 광-고리화반응은 보고된 바가 다수 있지만, 바퀴 간의 배열을 통한 고차원화는 최초의 사례다.
박인혁 교수는 “다양한 광-반응성 폴리로탁세인을 제조했지만 바퀴 간의 광-고리화 반응이 가능함을 규명함으로써 새로운 경로를 개척했다는 것에 의의가 있다"며, "후속 연구로 폴리로탁세인의 바퀴 간 반응을 통해 분자 크기의 기계에 활용될 수 있는 나노바이오 기술에 접목을 기대한다”고 밝혔다.
한편, 이번 연구는 한국연구재단의 우수신진연구, 중견연구 및 기초연구실 집단연구 사업의 재정지원을 통해 수행됐다.
