김동호 연세대 화학과 교수, 40년 동안 못 푼 가설 증명… ‘분자 방향성 이중적 성질’

국내 연구진이 에너지 상태에 따라 분자의 방향성(aromaticity)과 반방향성(antiaromaticity)이 역전되는 현상을 분광학 실험을 통해 처음으로 확인했다. 화학계의 40여년 된 과제를 해결한 것이다.

연세대 화학과 김동호(사진) 교수팀은 로듐 헥사피린(Rhodium hexaphyrins) 분자에 빛을 쏘여주면 방향성 뒤집힘 현상이 발생하는 것을 확인했다고 14일 밝혔다. 이 연구결과는 과학저널 ‘네이처 케미스트리’(Nature Chemisty)에 게재됐다.

방향성 뒤집힘 현상은 1972년 화학자 콜린 베어드가 분자의 상태에 따라 분자 방향성이 역전될 수 있다는 것을 이론적으로 제안했다. 실험적으로 입증되지 않아 40여년 동안 가설로 남아 있었다. 방향성은 다수의 이중결합이 포함된 고리형 분자의 안정성을 결정짓는 중요한 요소다.

연구진은 로륨 헥사피린을 합성해 분광학 실험을 진행했다. 실험 결과 빛을 쪼인 방향성 헥사피린은 반방향성으로 바뀌고, 반방향성 헥사피린은 방향성으로 바뀌는 것이 확인됐다. 김 교수는 “이 연구가 과학계에서 주목 받는 이유는 현대 화학에서 가장 중요한 물성 가운데 하나인 분자 방향성의 역전 현상을 처음으로 관측하고 양자역학 계산을 통해 실험결과를 완벽히 입증했기 때문”이라고 말했다.

권기석 기자 keys@kmib.co.kr


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