국내 연구진이 크로모닉 액정 물질을 활용해 카이랄 구조체를 제어할 수 있는 기술을 개발했다.
한국과학기술원(KAIST·총장 신성철)은 윤동기 화학과 교수 연구팀이 크로모닉 액정 물질을 활용해 카이랄 구조체의 규칙적 제어에 성공했다고 30일 밝혔다.
카이랄은 같은 화학 분자식으로 돼 있지만 거울상에 서로 겹쳐질 수 없는 분자나 나노 구조를 의미한다. 카이랄 성질은 의약품에서 독성, 부작용을 유발할 수 있어 다양한 학문에서 주목받는다. 하지만 규칙적으로 대면적에서 조립하는 기술은 난이도가 높다. 이를 해소하고자 액정 분자를 이용한 카이랄 구조체 제어 연구가 진행되고 있다.
연구팀이 주목한 것은 크로모닉 액정이다. 생체 친화적인데다 공간적 한정효과로 인해 카이랄 구조체를 쉽게 형성할 수 있는 이유에서다.
연구팀은 마이크로 크기 패턴이 있는 기판과 유리 기판 사이에 액정을 주입, 공기주머니를 형성했다. 이 결과 액정 단위체들이 공기기둥 주위에서 규칙적인 변형을 유발할 수 있는 시스템을 개발, 자발적으로 형성되는 카이랄 구조체를 넓은 면적에서 제어하는 데 성공했다.
연구팀은 이번 연구로 제어된 카이랄 구조체를 식품 및 약물의 효능이 바뀌는 카이랄 물질을 검출하는 센서로 활용할 수 있다고 설명했다. 살아있는 박테리아의 움직임을 유도하거나 특정 모양의 세포를 성장시키는 매체로 사용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
윤동기 교수는 “의약품 및 관련 화학산업에서 물질의 카이랄 성질은 독성, 부작용과 매우 밀접한 관련이 있다. 60여년 전 임신부의 입덧 방지용으로 쓰이던 탈리도마이드는 카이랄 성질이 다를 경우, 기형아를 유발할 수 있다는 점 때문에 금지됐다”며 “이번 연구를 통해 카이랄 성질을 더욱 깊이 이해하고, 관련 사고를 방지할 수 있을 것”이라고 말했다.
이번 연구 결과는 과학기술정보통신부와 한국연구재단 멀티스케일 카이랄구조체 연구센터 지원을 받았으며, 최근 국제학술지 ACS 센트럴 사이언스 온라인판에 실렸다.
충청=강우성기자 kws9240@etnews.com