김동호 교수 연구팀, 방향성과 분자구조의 변화를 분광학으로 규명

‘앙게반테 케미’ 표지논문 게재

지난해 화학과 김동호 교수 연구팀은 ‘네이처 케미스트리’를 통해 로듐 헥사피린(Rhodium hexaphyrins) 분자들의 삼중항 상태(triplet state)에서 방향성 역전 현상을(aromaticity reversal) 실험적으로 밝혔다. 이의 후속 연구로 같은 연구팀(제 1저자 성영모 박사)이 진행한 헥사피린 분자의 방향성에 따른 분자구조 변화에 대한 연구가 세계 저명 학술지인 ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie International Edition)’의 표지 논문으로 소개됐다. 본 학술지는 특히 헥사피린 분자의 방향성에 따른 분자구조 변화를 실험적으로 관측한 것에 대한 연구성과를 8월호의 중요 연구로 선정했다.

이전 연구에서 연구팀은 로듐 헥사피린(Rhodium hexaphyrins) 분자들의 삼중항 상태(triplet state)에서 방향성 뒤집힘 현상에 관한 연구를 진행해, 40여 년간 이론으로만 제시되어 온삼중항 상태에서의 방향성 역전 현상을 실험적으로 증명해 학계의 관심을 끌었다. 이번 앙게반테 케미에 실린 후속 연구에서 연구팀은 헥사피린 분자가 방향성에 따라 구조가 변화된다는사실에 주목해 분자구조에 대한 분광학적 정보를 갖고 있는 방향성/반방향성 헥사피린의 적외선 스펙트라를 분석했다. 적외선 분광법이란 분자의 이중극자(dipole moment)를 변화시키는 진동모드(vibrational mode)에 반응해 이에 대한 진동모드만을 관측할 수 있는 분광법이다.

본 연구결과는 방향성 변화에 따른 분자구조의 변화를 실험적으로 관측한 것으로 향후 이러한 결과를 토대로 들뜬 상태 및 전이상태(transition state) 분자의 구조적 특성을 규명하는 데기여할 것으로 기대된다. 또한 들뜬 상태에서의 반응물의 안정성 예측을 통한 광 선택적 합성법 제안, 레이저 및 비선형 광스위치의 중요 물질인 NIR영역에서의 과포화 흡수체(fast saturable absorber) 합성 등과 같은 후속 연구 및 응용에 기반을 마련한 것으로 평가된다.

본 연구는 연구진흥 목적의 공익재단 ‘삼성미래기술육성재단’ 내 기초학문 분야의 독창적인 연구과제(삼중항 상태에서의 방향성 뒤집힘 가설의 분광학적 규명)의 재정적 지원을 받아 진행됐다.