전북대학교 박민욱 연구원(고분자나노공학과 박사과정·지도교수 정광운)이 분자의 결정화 속도를 제어해 다양한 결정구조를 형성하는 방법을 제시해 세계 학계의 주목을 받았다.

박 연구원은 염료 물질 중 하나인 파이렌(pyrene)을 기반으로 특정 분자를 집을 수 있는 ‘분자집게(molecular tweezer)’를 새롭게 설계 및 합성했고, 광학적 분석을 통해 새로운 분자집게의 거동을 다양한 길이 단위에서 규명했다.

이 연구 성과는 결정학 분야 최상위 학술지인 미국화학회의 ‘크리스탈 그로우스 앤 디자인(Crystal Growth & Design/IF=4.891, Top=4.35%)’ 4월 표지논문으로 선정되는 영예도 안았다.

작은 분자들이 모여 생성된 거대 분자들의 집합을 연구하는 ‘초분자 화학’에서는 각각의 초분자가 갖는 물리화학적 특성과 이들의 조합으로 형성된 결정, 형성된 결정의 구조로부터 발현되는 물리적 특성을 이해하고 응용하는 것이 가장 중요한 요소다.

박 연구원은 연구를 통해 수소 결합과 ‘π-π 상호작용’을 경쟁적으로 제어해 다양한 형태의 결정구조를 형성하는 데 성공했다.

특히 박 연구원은 새로 개발한 분자집게로 탄소나노물질을 집게처럼 잡을 수 있어 이를 계면활성제로 적용하는 연구를 진행하고 있다.

때문에 새롭게 개발한 분자집게가 추후 유기용매 및 탄소복합체 안에서 보다 쉽게, 성능까지 좋은 탄소나노물질을 만들어 내는 첨가제로의 활용이 기대된다.

이를 통해 자동차나 디스플레이 등 탄소로 제작할 수 있는 응용분야에 이 연구가 광범위하게 활용될 수 있을 것으로 전망된다.

한편, 이 연구는 교육부의 BK21 플러스 인력양성사업과 미래창조과학부의 BRL 기초연구실지원사업 및 중견연구자지원사업의 지원으로 이뤄졌다.

/정병창기자 woojuchang@