카이스트, 균일한 배열의 카이랄 세계 최초 제작

동전모양의 크로모닉 액정분자를 물에 녹였을 때 일정농도 이상에서 Nematic 액정 상을 보인다. 크로로모닉 물질이 액정상을 보이는 농도에서 충분한 공간적 한정효과를 부여하였을 때, 자발적으로 카이랄 구조체를 형성한다.[카이스트]

국내 연구진이 카이랄 특성이 없는 생체 친화적인 크로모닉 액정 물질의 자발적 조립을 통해 카이랄 구조체를 규칙적으로 제어하는 데 성공했다. 향후 박테리아의 움직임을 제어하거나 특정 모양의 세포를 성장시키는 매체로 사용될 수 있다.

카이스트(KAIST)는 화학과 윤동기 교수 연구팀이 공간적 한정효과(Confinement effect)만으로는 규칙적인 제어가 어려웠던 마이크로 크기의 구조체를 규칙적으로 제작했다고 30일 밝혔다.

이번 연구는 크로모닉의 자가조립을 이용한 카이랄 구조체의 균일한 배열을 세계 최초로 제작하는 데 성공한 것에 의의가 있다.

연구팀은 액정 단위체들이 자발적으로 공기기둥 주위에 규칙적으로 뒤틀림(distortion) 현상을 유발하는 시스템을 개발했다.

이 시스템을 이용해 뒤틀림 현상을 효과적으로 제어하는 한편 자발적으로 형성되는 카이랄 구조체를 넓은 면적에서 제어하는 데 성공했다.

제어된 카이랄 구조체들은 살아있는 박테리아의 움직임을 인도하거나, 금속 나노 입자의 카이랄 조립, 카이랄 유체의 거동을 해석하는 등 다양한 분야에 응용될 수 있다.

윤 교수는 “의약품 및 관련 화학산업에서 물질의 카이랄 성질은 독성 및 부작용과 매우 밀접한 관련이 있다”고 말했다.

이어 “60여 년 전 임산부들의 입덧 방지용으로 쓰이던 탈리도마이드(thalidomide)라는 약은 카이랄 성질이 다를 경우 기형아를 유발할 수 있다는 점 때문에 금지된 바가 있다”면서 “이번 연구를 통해 카이랄 성질에 대해 더욱 깊은 이해를 하고 관련 사고를 방지할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

카이스트 박건형 박사과정 학생이 제1저자로 참여한 이번 연구 논문은 국제 학술지 ‘ACS 센트럴 사이언스 (ACS Central Science)’온라인판에 실렸다. 해당 논문은 연구 결과의 우수성을 인정받아 ACS 센트럴 사이언스 11월호 표지논문(Front Cover)으로 뽑히는 한편 해설논문과 함께 게재됐다.