연세대 화학과 WCU 세슬러 교수, 논문 사이언스지 발표
연세대학교 화학과의 WCU 사업단인 지능형 나노 복합체 연구단 (연구 단장: 화학과 김동호 교수)의 해외 참여 학자인 조나단 세슬러 교수와 이화여대 WCU 사업단의 순이치로 후쿠즈미 교수는 이온 결합의 성질을 띄고 있는 Host-Guest 초분자 복합체를 합성하고 이들 분자 구조체에서 관측되는 물리·화학적인 성질을 세계 최초로 규명하였다.
이온 결합은 생체 내에서의 전자 이동 현상 등 수많은 생명 현상에 있어서 상당히 중요한 과정을 담당한다. 그럼에도 불구하고 현재까지 이러한 이온 결합에 대한 연구는 상당히 제한된 분자 시스템에 국한되어 왔으며, 생체 내의 많은 분자들이 결합하는 방법 중 하나인 Host-Guest 초분자체 복합체 내에서의 연구는 아직까지 이루어지지 않은 상황이었다. 이에 본 연구의 제일 저자인 박정수 연구원과 책임저자인 세슬러 교수를 중심으로 한 공동 저자들은 다양한 음이온의 존재 하에서 Host 분자인 칼릭스 피롤 분자와 Guest 분자들과의 이온 결합의 성질을 띄는 초분자 구조체의 생성에 대한 연구를 실시하였으며, 그 결과 초분자에 부착되는 음이온의 종류와 특성에 따라 Host-Guest 간의 결합 세기와 분자 구조가 큰 차이를 보인다는 것을 알 수 있었다. 특히 Guest분자로 비스이미다조리움 퀴논(bisimidazolium quinone (BIQ2+))을 사용하여 형성된 공모양의 초분자체는 명확한 이온 결합을 성질을 나타내며, 다양한 실험을 통해 이 초분자 복합체에서 발현되는 흥미로운 전자전이 현상을 관측할 수 있었다. 이와 같은 결과는 이온 결합 초분자 복합체의 X-선 결정 구조 분석과 다양한 분광학적 실험을 통하여 그 성질이 명확하게 규명되었으며 향후 생체 내에서의 전자이동 반응에 있어서의 메커니즘을 보다 잘 규명할 수 있는 역할을 담당 할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구의 지원을 담당한 WCU 사업은 해외 유수의 석학들을 국내 대학에 전일제 교수로 초빙하여 그들의 우수한 연구 역량을 통해서 국내 대학의 교육 및 연구 환경을 획기적으로 발전시키자는 목적으로 2008년 부터 전국적으로 실시되고 있는 대규모의 국가 연구 목적 사업이다. 현재 조나단 세슬러 교수는 연세대학교 화학과의 WCU 사업단인 지능형 나노 복합체 연구단에 초빙되어 다양한 초분자 나노 복합체의 합성과 그들의 특성 연구에 대한 실험을 실시하고 있으며 WCU 사업단의 교수진들과의 다양한 공동 연구 및 의견 교류를 통해서 그가 보유하고 있는 세계적 수준의 연구 역량이 국내 기술진에 효과적으로 전달될 수 있게 노력함과 동시에 본 연구와 같은 우수한 연구를 통해서 전세계 과학계에 WCU 사업의 우수성을 널리 알리고 최종적으로 본 사업의 목적이 훌륭히 달성 될 수 있도록 최선을 다하고 있다.
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