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  • 새로운 폐암 진행 메커니즘 제시 의학과
    이기영 교수 · 신지혜 연구원

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    새로운 폐암 진행 메커니즘 제시
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    AI 딥러닝 이용한 자동차 금형 CAD 설계도면 자동 검도기술 개발 소프트웨어학과
    이지형 교수 · 기계공학부 이은호 교수

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    AI 딥러닝 이용한 자동차 금형 CAD 설계도면 자동 검도기술 개발

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  • 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀, 측백나무 열매와 잔디 구조 모방한 잔류농약 검출센서 개발
    바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀, 측백나무 열매와 잔디 구조 모방한 잔류농약 검출센서 개발

    바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀, 측백나무 열매와 잔디 구조 모방한 잔류농약 검출센서 개발 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀은 측백나무 열매와 잔디 구조를 모방한 나노 구조체를 이용하여 잔류농약 성분으로 널리 알려진 티람(Thiram)을 기존 연구대비 1만 배가량 민감한 초고민감도 검출에 성공하였다고 밝혔다. 특히, 티람 누출 위험이 의심되는 경로(토양, 식수, 우유)에서 티람 검출을 성공적으로 수행한 연구팀은 이 같은 내용을 센서 장비(Instruments & Instrumentation) 분야 1위 국제학술지 Sensors and Actuators B – Chemical에 1월 26일자 온라인 출간하였다. 티람(Thiram)은 농작물의 다양한 곰팡이성 질병에 매우 효과적인 항진균성 살충제로, 작물을 보호하고 농업 생산성을 향상시키는데 큰 효능을 입증해 왔다. 하지만 티람을 작물에 사용할 때, 일부가 토양으로 침출되어 지하수에 침투하게 되고 잠재적으로 식수를 오염시킬 가능성이 있다. 또한 살충제가 사용된 지역에서 소들이 풀을 뜯거나 물을 마시면, 잔류 티람 성분이 우유에도 포함될 수 있다. 실제로 토양, 식수, 우유와 같은 다양한 환경에서 티람의 검출연구는 계속 보고되고 있고, 티람의 규제는 미국을 포함한 전 세계적으로 확산하는 추세이다. 연구에 따르면 티람이 체내에 축적될 경우 신경장애, 위장장애, 호흡기 문제, 피부 장애 등 다양한 질병 발생을 야기할 수 있어 다양한 환경 조건에서 잔류 티람을 고민감하게 검출하는 방법이 매우 중요하다. 연구팀은 물질에 고유 스펙트럼을 분석할 수 있는 라만 장비를 사용하여 티람 검출을 시도하였다. 특히, 라만 신호를 극대화하기 위해 표면 증강 라만 산란(SERS) 기법을 적용하였고, 이는 기판의 나노 구조 형상에 따라 그 성능이 결정된다. 이를 위해 본 연구팀은 측백나무 열매를 모방한 금 나노입자(TFNPs)와 잔디 형상을 모방한 나노 그래스 구조체(NG)를 제작하여 TFNPs@NG라 명명하는 기판을 제작하였고, TFNPs@NG 기판 위에서 티람의 라만 신호를 측정하여 초고민감도 검출에 성공하였다. * 표면 증강 라만 산란(SERS): Surface Enhanced Raman Scattering * 측백나무 열매 모방 나노입자(TFNPs): Thuja fruit-like nanoparticles * 나노 그래스 구조체(NG): Nanograss * 측백나무 열매 모방 나노입자 및 나노 그래스 구조체(TFNPs@NG): Thuja fruit-like nanoparticles@Nanograss 박진성 교수 연구팀은 티람 검출 성능을 높이기 위해 최적화 실험을 진행하였다. 티람과 TFNPs를 우선 반응 한 후 NG 기판에 도포하는 방식이 가장 민감한 신호를 발생하는 것을 확인하였다. 이러한 방식을 이용하여 티람을 극저농도인 120 fM (femto molar, 10-15M)농도까지 검출하는 데 성공하였다. 또한, 실제 환경에서 티람이 누출 가능한 토양, 수돗물, 우유에서는 각각 1.09ng/g, 762fM, 142fM농도까지 검출하였다. 이러한 농도는 기존 연구대비 약 1만배가량 민감도가 개선된 결과이다. 본 연구의 교신저자인 박진성 교수는 “본 연구에서 제안하는 나노 구조체 기술은 잔류농약 성분 뿐 아니라 다양한 환경 독성 물질을 검출하기 위한 초석 연구로 활용될 가능성이 크다.”며 “향후 실제 환경에서 독성 물질 정밀 모니터링을 위한 기술로 응용되기를 기대한다.”고 밝혔다. 이번 연구를 진행한 김우창 박사는 “이번 연구를 바탕으로 티람뿐 아니라 체내에 축적되어 다양한 질병을 유발하는 잔류농약 독성 물질들을 실제 환경에서 동시에 검출할 수 있는 멀티 센싱 플랫폼을 구축할 수 있도록 연구에 정진하고자 한다.”라고 포부를 밝혔다. 본 연구는 한국연구재단(기초과학연구, 중견연구)의 지원을 받아 진행되었다. ※ 논문명: Detecting and tracking thiram in leakage pathways using bioinspired nanograss with thuja fruit-like nanoparticles ※ 저널: Sensors and Actuators B – Chemical(IF : 8.4) ※ 링크 주소: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400524001345 ○ 관련 언론보도 - 성균관대 박진성 교수 연구팀, 잔류농약 검출센서 개발 <대학저널, 2024.02.23.> - 성균관대 "박진성 교수팀, 측백나무 열매와 잔디 구조 모방한 잔류농약 검출센서 개발" <에듀동아, 2024.02.23.> - 성균관대 박진성 교수 연구팀, 측백나무 열매와 잔디 구조 모방한 잔류농약 검출센서 개발 <교수신문, 2024.02.23.> - 성균관대 박진성 교수팀, 측백나무 열매와 잔디 구조 모방한 잔류농약 검출센서 개발 <이뉴스투데이, 2024.02.23.> - 성균관대 박진성 교수 연구팀 측백나무 열매/잔디 구조 모방 잔류농약 검출센서 개발 <베리타스알파, 2024.02.23.> - 성균관대 박진성 교수 연구팀, 측백나무 열매와 잔디 구조 모방한 잔류농약 검출센서 개발 <뉴스티앤티, 2024.02.23.> - 성균관대 박진성 교수 연구팀, 측백나무 열매와 잔디 구조 모방한 잔류농약 검출센서 개발 <팝콘뉴스, 2024.02.23.>

    2024-03-04

  • 신소재공학부 백정민 교수 연구팀, 이산화탄소 활용 에탄올 생산 전기화학촉매 개발
    신소재공학부 백정민 교수 연구팀, 이산화탄소 활용 에탄올 생산 전기화학촉매 개발

    신소재공학부 백정민 교수 연구팀, 이산화탄소 활용 에탄올 생산 전기화학촉매 개발 - 구리-도파민 복합체 및 수열합성기술을 활용한 고효율 촉매 개발 - 국제적 학술지 Applied Catalysis B: Environment and Energy 게재 ▲ (왼쪽부터) 성균관대 백정민 교수, 최재영 교수, 한국과학기술연구원 오형석 박사, 이동기 박사 신소재공학부 백정민 교수 연구팀과 최재영 교수 그리고 한국과학기술연구원의 오형석 박사, 이동기 박사 연구팀이 이산화탄소를 이용하여 에탄올을 생산하는데 있어서 낮은 전압에서 높은 패러데이 효율을 보이는 전기화학 촉매를 개발하였다. 전기화학적 이산화탄소 환원반응(CO2 RR)은 다른 고온에서의 비균일 촉매반응과 비교하여 수액상에서 이산화탄소를 연료로 변환하는 이점을 갖고 있는데 이를 통해 에탄올 및 아세테이트 등 경제적 가치가 높은 제품을 생산할 수 있다. 특히, e-에탄올은 친환경적이고 지속 가능한 연료 솔루션으로 주목받고 있어 향후 폭발적인 수요 증가가 예상되며, CO2 배출의 감소 효과도 크다. 하지만 다양한 촉매 개발에도 불구하고 C-C 결합에 대한 높은 에너지 장벽과 에틸렌에 대한 높은 선택성 등으로 인해 낮은 패러데이 효율을 보이며 Cu 소재의 불안정성으로 인해 내구성 또한 낮았다. ▲ 백정민 교수 연구팀이 이산화탄소를 이용하여 에탄올을 생산할 때, 낮은 전압에서 높은 패러데이 효율을 보이는 전기화학 촉매를 개발하였다. 백정민 교수 연구팀은 이러한 한계를 돌파하고자 구리-아민(Cu-도파민) 복합체와 저온(160℃) 수열합성 전략을 이용하여 카본 양자점에 원자 단위로 분산된 독립 구리 원자를 함유하는 촉매를 합성하는 방법을 개발하였고 낮은 전압(0.2V)에서 높은 패러데이 효율(>80%)과 안정성을 보여주었다. 특히, 일반적으로 Cu 금속과 유기 전구체를 혼합한 후 400~1,000℃의 고온 탄화 공정을 거치는데 반해, 이 촉매는 160℃의 낮은 온도에서 합성되어 가격 경쟁력이 매우 우수하며 촉매 내의 금속 고정 리간드를 안정화시키는 새로운 전략으로 기존 촉매보다 높은 Cu 함량 (>1.74 wt.%)을 얻을 수 있었다. 백정민 교수는 “다양한 금속 및 카본 전구체를 활용하여 안정적으로 에탄올 생산량을 증가시키는 연구를 진행하고, 향후 실증 실험을 통해 그 적용 가능성을 점검할 예정”이라고 밝혔다. 연구팀의 이번 연구 결과는 Applied Catalysis B: Environment and Energy (IF: 22.1)에 발표되었으며, 2023년 선정된 한국연구재단 미래융합파이오니어 사업의 지원을 받아 수행되었다. ※ 논문명: Highly selective and low-overpotential electrocatalytic CO2 reduction to ethanol by Cu-single atoms decorated N-doped carbon dots ※ 논문링크: doi.org/10.1016/j.apcatb.2024.123694

    2024-03-04

  • 화학공학/고분자공학부 김재윤 교수, 염증성 장 질환 경구용 항산화 나노치료제 개발
    화학공학/고분자공학부 김재윤 교수, 염증성 장 질환 경구용 항산화 나노치료제 개발

    화학공학/고분자공학부 김재윤 교수, 염증성 장 질환 경구용 항산화 나노치료제 개발 - 소화기관 내 높은 내구성을 유지하는 경구용 치료제 - 염증 조직 내 높은 접착성과 강력한 항산화 효과를 통한 치료 효과 검증 ▲ 김재윤 교수(왼쪽)와 민동광 석박통합과정생(오른쪽) 화학공학/고분자공학부 김재윤 교수 연구팀이 자가면역질환인 염증성 장질환 경구용 항산화 나노치료제를 개발하였다. 염증성 장 질환은 소화기관 중 소장이나 대장 내 과도한 면역반응으로 인해 생긴 자가면역질환 중 하나로 환경적, 유전적 요인 등의 복합적인 이유로 발생하며 정확한 질병의 원인이 명확하지 않다. 현재 의료계에서는 염증성 장 질환을 만성 질환으로 분류하고 지속적으로 환자의 증상을 모니터링하여 환부 부위의 염증반응을 줄이기 위한 다양한 약물치료가 행해지고 있다. 염증성 장 질환을 완치하는 치료법은 아직까지는 없는 것으로 알려져 있으며 현재는 주로 메살라진계 약물과 바이오 시밀러 약물 등으로 병의 진행이나 악화를 늦추고 증상을 조절하는 수준이다. 김재윤 교수 연구팀은 생분해성 다공성 실리카 입자에 강력한 항산화 효과를 갖는 세리아 나노입자를 탑재하고, 선별된 고분자 물질로 코팅한 경구용 치료제를 염증성 장 질환 동물에 투여하여 환부 부위 내 산화적 스트레스의 감소와 염증성 장 질환 동물 모델의 몸무게 및 대장 조직 길이의 증가를 확인하였다. 또한 환부 부위 내로 침입한 염증성 면역세포의 수가 감소하고 이를 통해 손상된 상피조직이 재생되는 것을 확인하였다. ▲ 자가면역질환인 염증성 장 질환 경구용 항산화 나노 치료제 치료 메커니즘 나아가 연구팀은 경구용 항산화 나노 치료제의 치료 메커니즘을 규명하기 위해 염증성 장 질환 동물에 치료제를 투여 후 조직을 분석해본 결과, 나노 치료제가 소화기관 밖으로 빠져나가지 않고 염증성 장 상피세포에 붙고 기저막 아래로 이동하여 조직 내 산화적 스트레스를 감소시키는 결과를 확인하였다. ▲ 나노 치료제의 염증성 조직과의 접착성 및 치료 효능 평가 김재윤 교수는 “개발된 경구용 항산화 나노 치료제 플랫폼에 다른 면역제제를 탑재하여 다양한 자가면역질환 치료에 확대 적용할 수 있을 것으로 기대된다”라고 설명했다. 연구팀의 이번 연구는 한국연구재단의 중견연구사업과 혁신형미래의료연구센터육성사업의 지원으로 수행되었으며, 연구 결과는 국제저명학술지인 에이시에스 나노(ACS Nano)에 게재되었다. ※ 논문제목: Orally Administrated Inflamed Colon-Targeted Nanotherapeutics for Inflammatory Bowel Disease Treatment by Oxidative Stress Level Modulation in Colitis ※ 저널: ACS Nano ※ 논문링크: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c11089

    2024-02-29

  • 의학과 김근형 교수 연구팀, 혈관/간소엽구조 모사한 간 생체-칩 개발
    의학과 김근형 교수 연구팀, 혈관/간소엽구조 모사한 간 생체-칩 개발

    의학과 김근형 교수 연구팀, 혈관/간소엽구조 모사한 간 생체-칩 개발 - 간 및 근조직 재생용 하이브리드 바이오프린팅 플랫폼 개발 ▲ (왼쪽부터) 김근형 교수, 김원진 박사, 김주연 대학원생 간 조직은 체내 필요한 단백질 합성과 해독 작용에 관련된 중요한 역할을 한다. 이러한 간 조직은 간소엽*이라고 하는 독특한 구조적/기능적 단위로 구성된다. 따라서 손상된 간 조직의 재생이나 체외 평가를 위한 간 모델을 제작하기 위해서는 이러한 간소엽 구조에 대한 이해와 모사할 수 있는 기술 개발이 필요하다. * 간소엽은 상피세포인 간세포가 서로 연결된 간세포판(hepatocyte plate)이 육각형 구조로 이루어져 있으며, 각 꼭짓점과 중앙에 혈관과 담관 등이 분포함 또한, 간세포는 연결된 구조로 이루어져 있어 체외 배양 시 응집된 형태에서 그 성숙과 기능 발현이 유리하다. 이 때문에 연구자들은 스페로이드 형태의 간-칩 모델을 활용하곤 한다. 하지만 단순한 스페로이드 형태의 모델은 복잡한 간소엽의 생리학적 특성을 효과적으로 제공하기 힘들다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 의학과 김근형 교수 연구팀(제1저자 김원진 박사)은 신개념 바이오프린팅 플랫폼을 통해 미세 간세포-스페로이드와 혈관이 포함된 간소엽을 모사하여 체외 간 모델을 제작하였다. 특히, 제작된 간소엽 구조는 간세포판과 중심 혈관이 포함되었으며, 관류 시스템을 중심 혈관에 적용하여 간-칩 플랫폼을 형성하였다. 이러한 3차원 간-칩 모델은 간세포의 기능성 향상과 혈관세포의 신속한 혈관조직 형성을 가능하게 하였으며, 또한 동일한 기술을 통해 체외 간암-생체칩 모델을 개발하였다. 한편 김근형 교수 연구팀은 신개념의 복합-바이오프린팅기술을 개발하여 인간유래 지방줄기 세포의 세포배열성이 극대화된 인공 근육 및 근육-칩용 근육조직 제작에 성공하였다(제1저자 김주연 대학원생). 이 기술로 제작된 인공 근육은 volumetric muscle loss 동물모델을 통하여 기존 바이오프린팅된 인공 근육 조직에 비해서 월등한 근육조직 재생능력을 입증하였다. 김근형 교수는 “본 연구 결과들은 새로운 개념의 바이오프린팅 플랫폼 기술이며, 다양한 장기-칩 모델의 제작에 적용될 수 있을 것”이라며 “특히, 제작된 간-칩 모델은 간세포판 형성과 함께 혈관을 효과적으로 유도하여 실질적인 체외 간 생체-칩 모델로서 적용이 가능할 것으로 전망된다”고 밝혔다. 덧붙여 “향후에는 본 연구에서 제작된 간소엽 모사 인공 간 모델이 간암종이나 간 섬유화와 같은 간 조직 관련 질환 및 치료 연구에 직접적으로 적용될 수 있다”고 연구 의의를 밝혔다. ▲ 체외 간-생체 칩 각각의 연구 결과는 산업통상자원부 한국산업기술평가관리원 바이오산업핵심기술개발사업과 질병관리청 사업의 지원으로 수행되었으며, 생체재료과학 분야 JCR상위 2%인 국제 학술지인 Bioactive Materials(주저자: 김원진, IF: 18.9)*에 2월 14일, Bioactive Materials(주저자: 김주연)** 에 2월 22일 온라인 게재되었다. * 논문명: Engineered 3D liver-tissue model with minispheroids formed by a bioprinting process supported with in situ electrical stimulation. ** 논문명: Fabrication of fully aligned self-assembled cell-laden collagen filaments for tissue engineering via a hybrid bioprinting process.

    2024-02-27

  • 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀, 측백나무 열매와 잔디 구조 모방한 잔류농약 검출센서 개발
    바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀, 측백나무 열매와 잔디 구조 모방한 잔류농약 검출센서 개발

    바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀, 측백나무 열매와 잔디 구조 모방한 잔류농약 검출센서 개발 바이오메카트로닉스학과 박진성 교수 연구팀은 측백나무 열매와 잔디 구조를 모방한 나노 구조체를 이용하여 잔류농약 성분으로 널리 알려진 티람(Thiram)을 기존 연구대비 1만 배가량 민감한 초고민감도 검출에 성공하였다고 밝혔다. 특히, 티람 누출 위험이 의심되는 경로(토양, 식수, 우유)에서 티람 검출을 성공적으로 수행한 연구팀은 이 같은 내용을 센서 장비(Instruments & Instrumentation) 분야 1위 국제학술지 Sensors and Actuators B – Chemical에 1월 26일자 온라인 출간하였다. 티람(Thiram)은 농작물의 다양한 곰팡이성 질병에 매우 효과적인 항진균성 살충제로, 작물을 보호하고 농업 생산성을 향상시키는데 큰 효능을 입증해 왔다. 하지만 티람을 작물에 사용할 때, 일부가 토양으로 침출되어 지하수에 침투하게 되고 잠재적으로 식수를 오염시킬 가능성이 있다. 또한 살충제가 사용된 지역에서 소들이 풀을 뜯거나 물을 마시면, 잔류 티람 성분이 우유에도 포함될 수 있다. 실제로 토양, 식수, 우유와 같은 다양한 환경에서 티람의 검출연구는 계속 보고되고 있고, 티람의 규제는 미국을 포함한 전 세계적으로 확산하는 추세이다. 연구에 따르면 티람이 체내에 축적될 경우 신경장애, 위장장애, 호흡기 문제, 피부 장애 등 다양한 질병 발생을 야기할 수 있어 다양한 환경 조건에서 잔류 티람을 고민감하게 검출하는 방법이 매우 중요하다. 연구팀은 물질에 고유 스펙트럼을 분석할 수 있는 라만 장비를 사용하여 티람 검출을 시도하였다. 특히, 라만 신호를 극대화하기 위해 표면 증강 라만 산란(SERS) 기법을 적용하였고, 이는 기판의 나노 구조 형상에 따라 그 성능이 결정된다. 이를 위해 본 연구팀은 측백나무 열매를 모방한 금 나노입자(TFNPs)와 잔디 형상을 모방한 나노 그래스 구조체(NG)를 제작하여 TFNPs@NG라 명명하는 기판을 제작하였고, TFNPs@NG 기판 위에서 티람의 라만 신호를 측정하여 초고민감도 검출에 성공하였다. * 표면 증강 라만 산란(SERS): Surface Enhanced Raman Scattering * 측백나무 열매 모방 나노입자(TFNPs): Thuja fruit-like nanoparticles * 나노 그래스 구조체(NG): Nanograss * 측백나무 열매 모방 나노입자 및 나노 그래스 구조체(TFNPs@NG): Thuja fruit-like nanoparticles@Nanograss 박진성 교수 연구팀은 티람 검출 성능을 높이기 위해 최적화 실험을 진행하였다. 티람과 TFNPs를 우선 반응 한 후 NG 기판에 도포하는 방식이 가장 민감한 신호를 발생하는 것을 확인하였다. 이러한 방식을 이용하여 티람을 극저농도인 120 fM (femto molar, 10-15M)농도까지 검출하는 데 성공하였다. 또한, 실제 환경에서 티람이 누출 가능한 토양, 수돗물, 우유에서는 각각 1.09ng/g, 762fM, 142fM농도까지 검출하였다. 이러한 농도는 기존 연구대비 약 1만배가량 민감도가 개선된 결과이다. 본 연구의 교신저자인 박진성 교수는 “본 연구에서 제안하는 나노 구조체 기술은 잔류농약 성분 뿐 아니라 다양한 환경 독성 물질을 검출하기 위한 초석 연구로 활용될 가능성이 크다.”며 “향후 실제 환경에서 독성 물질 정밀 모니터링을 위한 기술로 응용되기를 기대한다.”고 밝혔다. 이번 연구를 진행한 김우창 박사는 “이번 연구를 바탕으로 티람뿐 아니라 체내에 축적되어 다양한 질병을 유발하는 잔류농약 독성 물질들을 실제 환경에서 동시에 검출할 수 있는 멀티 센싱 플랫폼을 구축할 수 있도록 연구에 정진하고자 한다.”라고 포부를 밝혔다. 본 연구는 한국연구재단(기초과학연구, 중견연구)의 지원을 받아 진행되었다. ※ 논문명: Detecting and tracking thiram in leakage pathways using bioinspired nanograss with thuja fruit-like nanoparticles ※ 저널: Sensors and Actuators B – Chemical(IF : 8.4) ※ 링크 주소: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400524001345 ○ 관련 언론보도 - 성균관대 박진성 교수 연구팀, 잔류농약 검출센서 개발 <대학저널, 2024.02.23.> - 성균관대 "박진성 교수팀, 측백나무 열매와 잔디 구조 모방한 잔류농약 검출센서 개발" <에듀동아, 2024.02.23.> - 성균관대 박진성 교수 연구팀, 측백나무 열매와 잔디 구조 모방한 잔류농약 검출센서 개발 <교수신문, 2024.02.23.> - 성균관대 박진성 교수팀, 측백나무 열매와 잔디 구조 모방한 잔류농약 검출센서 개발 <이뉴스투데이, 2024.02.23.> - 성균관대 박진성 교수 연구팀 측백나무 열매/잔디 구조 모방 잔류농약 검출센서 개발 <베리타스알파, 2024.02.23.> - 성균관대 박진성 교수 연구팀, 측백나무 열매와 잔디 구조 모방한 잔류농약 검출센서 개발 <뉴스티앤티, 2024.02.23.> - 성균관대 박진성 교수 연구팀, 측백나무 열매와 잔디 구조 모방한 잔류농약 검출센서 개발 <팝콘뉴스, 2024.02.23.>

    2024-02-23

  • 신소재공학부 이재찬 교수, 전이금속 산화물에 숨겨진 물질상태 예견 및 구현
    신소재공학부 이재찬 교수, 전이금속 산화물에 숨겨진 물질상태 예견 및 구현

    신소재공학부 이재찬 교수, 전이금속 산화물에 숨겨진 물질상태 예견 및 구현 - 예견한 물질의 상태를 박막 표면에 실험적으로 구현 ▲ 성균관대 신소재공학부 이재찬 교수(가운데), 정봉욱 석박사통합과정학생(오른쪽), 가천대 전자공학부 엄기태 교수(왼쪽) 신소재공학부 이재찬 교수 공동연구팀은 전이금속 산화물에 숨겨진 물질 상태를 이론적으로 예견하고, 이를 박막 표면에 실험적으로 구현하는 데 성공했다고 밝혔다. 본 연구에서 예견 및 구현한 숨겨진 물질 상태는 전하 질서상*으로, 초전도 특성, 거대 자기저항, 다강성 등 중요한 응용 물성을 유도하는 데 있어서 출발점으로 알려져있는 물질 상태이다. 전하 질서상은 지금까지 전이금속 산화물 중 전이금속 양이온의 d 궤도를 전자가 다량 점유하고 있는 경우에 존재할 수 있는 것으로 알려졌으나, 본 연구에서는 전자가 전이금속 양이온의 d 궤도를 가장 적게 점유하고 있는 전이금속 산화물에서도 전하 질서상이 박막 표면에 안정적으로 존재할 수 있음을 이론적으로 예견하고 실험적으로 구현하였다. * 전하 질서상(Charge-ordered phase): 전자가 균일하게 분포하는 물질에서 전자가 서로 다른 원자에 국소화 되는 상전이가 일어나 서로 다른 원자가를 가지는 이온들이 일정한 규칙성을 띠고 질서 있게 배열된 물질 상태. 초전도 특성, 자기장 인가에 따라 전기저항이 크게 바뀌는 거대 자기저항(colossal magnetoresistance), 강유전성(ferroelectricity)과 강자성(ferromagnetism)이 동시에 존재하는 다강성(multiferroic) 등 중요한 물성과 연결될 수 있음. 이재찬 교수 연구팀은 본 연구가 전하 질서상의 존재는 원소 주기율표에서의 3d 전이금속 산화물 전 영역에서 발생될 수 있음을 밝혔다는 점에서 학술적 의의가 있다고 설명했다. 본 연구의 대상인 타이타늄산 스트론튬(SrTiO3)은 대표적인 페로브스카이트 전이금속 산화물*로 복합 산화물에서 최초로 초전도상이 발견되는 등 중요한 물성이 발현된 바 있다. 그러나 타이타늄산 스트론튬은 전이금속인 타이타늄의 d 궤도를 점유하고 있는 전자가 다른 전이금속에 비해 가장 적어 상대적으로 전자와 전자 간의 상호작용이나 전자와 격자 간의 결합이 약한 물질로 알려져왔다. 이로 인해 전하 질서상이 존재하기 힘들다고 알려져 있었고, 강상관계 물질*로서의 신물성 유도에는 제한적으로 활용되어왔다. * 페로브스카이트 전이금속 산화물(Perovskite transition metal oxide): ABO3의 화학식으로 표현되는 페로브스카이트 구조를 가지는 전이금속 산화물. 육면체의 꼭짓점인 A 자리에 원자가가 2+인 알칼리 토금속 혹은 원자가가 3+인 란타넘족 원소의 양이온이, 육면체의 체심인 B 자리에 원자가가 3+ 혹은 4+인 전이금속 양이온이 각각 위치하고, 육면체의 면심에는 산소가 위치하는 구조를 가짐. 체심에 위치하는 전이금속 양이온의 d 궤도가 에너지 띠 구조에서 전도 띠(conduction band)를 형성하며 전자, 격자, 궤도, 스핀 간의 상호작용이 크고 이를 통해 새로운 물성을 유도할 수 있어 널리 연구됨. * 강상관계 물질(Strongly correlated materials): 전자, 격자, 궤도, 스핀 간의 상호작용으로 일반적인 도체나 부도체에서 알려지지 않은 새로운 물성을 보일 수 있는 물질. 연구진은 우선 제일원리 계산*으로 스트론튬을 란타넘으로 일부 치환해 전자가 도핑된 타이타늄산 스트론튬에서 전하 질서상이 준안정상*으로 존재함을 이론적으로 예견하였다. 이후 연구진은 란타넘 도핑된 타이타늄산 스트론튬 박막을 타이타늄산 스트론튬 (001) 기판 위에 원자층 수준으로 제어하며 성장시켰고, 그 결과 박막 표면에서 전하 질서상이 유발되어 박막 내부로 침투하며 안정화되는 것을 실험적으로 확인하고 제일원리 계산으로 설명하였다. * 제일원리 계산(Ab-initio calculation): 경험적 수량을 전혀 사용하지 않고 기본적인 물리법칙만으로 물질의 물성을 계산하는 방법. 전자의 파동함수를 나타내는 슈뢰딩거 방정식을 풀어서 물질의 전자구조를 얻고 이를 통해 물질의 물리적, 화학적 물성을 이론적으로 예견함. * 준안정상(Metastable phase) 물질: 열역학적으로 에너지가 가장 낮은 안정한 상태로 존재하는 대부분의 물질과 달리, 열역학적 에너지가 안정상 보다는 높지만 안정상으로 변화하는데 필요한 에너지의 양이 커서 비교적 안정한 상태로 존재하는 물질. 신소재공학부 이재찬 교수는 “박막 표면을 이용해 준안정상을 안정화하는 본 연구의 접근방식은 추후 초전도, 거대 자기저항, 다강성과 같이 전하 질서상에서 비롯될 수 있는 중요한 물성을 발현시키는 데 있어 플랫폼 역할을 할 것으로 기대된다”고 설명했다. ※ 논문명: Surface triggered stabilization of metastable charge-ordered phase in SrTiO3 ※ DOI: 10.1038/s41467-024-45342-8 ※ 저자 - 교신저자: 이재찬 교수(성균관대학교 신소재공학부), 엄창범 교수(위스콘신 대학교 매디슨 재료공학과) - 제1저자: 엄기태 교수(성균관대학교 신소재공학과 박사, 현 가천대학교 전자공학부), 정봉욱(성균관대학교 신소재공학과 석박사통합과정) - 공동저자: 오세훈(성균관대학교 신소재공학과, 현 숭실대학교 물리학과), Zhou Hua(아르곤 국립연구소 Physicist), 오상호 교수, 서진솔(이하 한국에너지공과대학교 에너지공학부), 최시영 교수, 장진혁(이하 포항공과대학교 신소재공학과), 최민수(성균관대학교 신소재공학과), 이윤상 교수, 서일완(이하 숭실대학교 물리학과), 이형우 교수, 김영민(이하 아주대학교 에너지시스템학과) 이정우 교수(홍익대학교 나노신소재학과), 이경준(위스콘신 대학교 매디슨 재료공학과), Mark Rzchowski 교수(위스콘신 대학교 매디슨 물리학과)

    2024-02-22

  • 화학과 류도현 교수 연구팀, 비고리형 카이랄 4차 탄소의 합성법 개발
    화학과 류도현 교수 연구팀, 비고리형 카이랄 4차 탄소의 합성법 개발

    화학과 류도현 교수 연구팀, 비고리형 카이랄 4차 탄소의 합성법 개발 - 의약품의 중요한 골격인 카이랄 4차 탄소의 효율적 합성의 길 열어 ▲ (왼쪽부터) 류도현 교수, 정혜민(제1저자), 이진원(제1저자), 김동규(제2저자) 화학과 류도현 교수 연구팀이 루이스산 촉매를 이용한 비고리형 카이랄 4차 탄소의 합성법 개발에 성공했다. 카이랄 4차 탄소는 각기 다른 탄소 작용기 4개로 이루어진 구조로 다양한 생리활성 천연물 및 의약품들의 골격이다. 그러나 4차 탄소가 가지는 높은 입체 장애 문제에 따른 낮은 수율과 각기 다른 작용기 4개를 3차원적으로 조절해서 도입해야 하는 점 등으로 인해 현재 화학 합성 연구자들에게 가장 어려운 합성 물질로 알려져 있다. 촉매를 이용하여 카이랄 4차 탄소를 합성하는 것은 화학을 기초로 한 과학 분야에서 최첨단(State-of-the Art) 기술로 알려졌다. 고리형(cyclic) 구조에서는 성공적인 촉매 합성 연구들이 진행된 반면 비고리형(acyclic) 구조에서는 자유도의 증가에 따라 훨씬 복잡하고 구조적인 제약이 높아 낮은 수율 및 입체선택성과 작용기의 제한성 등의 한계를 보인다. 연구팀은 이번 연구에서 촉매를 이용한 아실 그룹의 1,2-탄소 이동을 통해 비고리형 카이랄 4차 탄소를 높은 수율과 입체선택성으로 합성하였다. 생성된 물질은 알데히드, 케톤, 에스터 작용기를 동시에 가진 화합물로, 3개의 카보닐 작용기를 가짐으로써 다양한 생리활성 천연물 및 의약품을 합성하는데 핵심적인 중간체로 이용될 수 있다. 이번 연구를 주도한 성균관대 류도현 교수는 “아실 그룹의 1,2-탄소 이동을 통한 탄소-탄소 결합반응은 카이랄 4차탄소 합성법 개발의 새로운 방향”이라며 “이번 연구의 의의는 촉매를 이용하여 알데히드를 포함한 유용한 3개의 카보닐 작용기를 가진 비고리형 카이랄 4차탄소를 최초 합성한 것과 분자 간 입체적인 상호작용을 규명할 수 있는 컴퓨터 계산 결과를 제시했다는 점에서 연구 가치가 매우 크다”라고 밝혔다. 연구팀의 이번 연구성과는 화학분야 세계적 권위의 학술지인 ACS Catalysis(IF: 13.7)에 지난 1월 5일 게재되었다. 본 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자 사업과 선도연구센터 사업, 교육부와 한국기초과학지원연구원(국가연구시설장비진흥센터)이 추진하는 핵심연구지원센터 조성 사업의 지원으로 수행되었으며 정혜민, 이진원 박사과정 학생이 제1저자로 참여하였다. ▲ 형식적인 탄소-탄소 결합 삽입 반응을 이용한 비고리형 카이랄 4차 탄소의 효율적인 비대칭 합성

    2024-02-20

  • 화학공학/고분자공학부 박남규 교수팀, 개인기초 리더과제 1단계 연구수행 결과, 네이처 2편 사이언스 3편 발표
    박남규 교수, 개인기초 리더과제 1단계 연구수행 결과, 네이처 및 사이언스 5편 발표

    박남규 교수, 개인기초 리더과제 1단계 연구수행 결과, 네이처 및 사이언스 5편 발표 - 과기정통부(연구재단) 지원 리더과제 1단계 연구수행 결과 5편 교신저자로 발표 - 페로브스카이트 태양전지 고효율화, 안정화, 프리커스 대량생산 기술 등 포함 화학공학/고분자공학부 박남규 석좌교수(성균에너지과학기술원장, 교신저자)가 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 지원하는 개인기초 연구사업 리더과제 1단계 2년 9개월(2021년 6월~2024년 2월) 연구수행 결과 네이처(Nature)에 2편과 사이언스(Science)에 3편을 연구결과를 발표하였다고 밝혔다. 박남규 교수는 네이처에 2편의 논문을 교신저자로 각각 2023년 5월과 11월에 발표하였다. 주요 내용으로는 페로브스카이트 태양전지 납고정화 방법 및 양이온 균등화 기술 관련한 내용이다. 또 사이언스에 총 3편의 논문을 교신저자로 각각 2022년 2월, 2023년 1월 그리고 2024년 2월에 발표하였다. 주요내용으로는 페로브스카이트 광흡수물질 합성 관련하여 유기 양이온의 중요성, 수분안정성이 우수한 크리스탈 패싯 설계 및 고품질 전구체 대량생산 기술 관련 논문이다. 페로브스카이트 태양전지는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 광흡수 소재를 포함하는 태양전지 기술이다. 2012년 박남규 교수팀은 9.7% 효율의 고체 페로브스카이트 태양전지를 최초로 개발하여 ‘페로브스카이트 포토볼타익스’라는 새로운 학문분야를 개척하였다. 세계가 주목하는 페로브스카이트 태양전지 개발 공로로 2017년 클래리베이트는 박남규 교수를 노벨상 수상 후보 연구자로 선정하였다. 네이처에 발표한 연구성과는 다음과 같다. (1) 페로브스카이트 태양전지 납고정화 기술 (Nature, 617, 687-695 (2023))페로브스카이트 단점인 환경오염 문제를 해결하기 위하여 페로브스카이트 태양전지 성분 중 하나인 납이 밖으로 나오지 않도록 원천적으로 차단할 수 있는 4단계 공정 기술을 제시하여 향후 상용화 기술에 적용할 수 있는 납 고정화 방법론을 제시하였다. ※ 논문명: Lead immoblization for environmentally sustainable perovskite solar cells ※ 저널: Nature ※ 논문링크: https://www.nature.com/articles/s41586-023-05938-4 (2) 양이온 균등화 기술 (Nature, 624, 557-563 (2023))소효율 페로브스카이트 태양전지는 12배위를 하는 양이온 자리에 이성분 이상의 복합 양이온을 사용하는데, 페로브스카이트 필름을 형성할 때 일반적으로 양이온들이 필름 내부에 고르게 분포하지 않게 되어 효율 상승이 제한적이었다. 이런 문제를 해결하기 위하여 기능성 첨가제를 사용하여 양이온 분포를 고르게 하는 기술을 통해 26% 수준의 매우 높은 효율을 가지는 페로브스카이트 태양전지를 개발하였다. 본 연구는 중국과학원(Chinese Academy of Science)의 Xu Pan 교수팀이 주도하고 박남규 교수팀이 공동으로 참여하였다. ※ 논문명: Homogenizing out-of-plane cation composition in perovskite solar cells ※ 저널: Nature ※ 논문링크: https://www.nature.com/articles/s41586-023-06784-0 사이언스에 발표한 연구성과는 다음과 같다. (1) 12배위 유기양이온의 중요성 (Science, 375, eabj1186 (2022))페로브스카이트 태양전지용 광흡수 물질인 페로브스카이트의 광전자 거동과 다이나믹 결정구조에 영향을 미치는 12배위 양이온의 중요성에 대한 초청 리뷰 논문. 본 논문에서 제시하는 연구방향은 고효율 및 우수한 장기안정성을 갖는 페로브스카이트 태양전지를 설계하는 데 중요하게 기여할 것으로 기대함. ※ 논문명: Rethinking the A cation in halide perovskites ※ 저널: Science ※ 논문링크: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj1186 (2) 수분안정성이 우수한 크리스탈 패싯 설계 (Science, 379, 173–178 (2023))페로브스카이트 필름이 수분에 노출될 경우 수분 안정성이 크리스탈 패싯에 따라 달라진다는 것을 처음으로 발견하였다. 특히 (100) 패싯은 수분에 매우 취약하지만 (111) 패싯은 수분에 안정적이라는 점을 발견하여 (111) 패싯만으로 구성된 필름을 첨가제 공법으로 제작하여 수분에 안정한 페로브스카이트 태양전지를 개발하였다. ※ 논문명: Unveiling facet-dependent degradation and facet engineering for stable perovskite solar cells ※ 저널: Science ※ 논문링크: https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf3349 (3) 고품질 프리커서 대량생산 기술 (Science, 383, 524–531 (2024))고효율 페로브스카이트 태양전지를 양산할 경우, 고품질 페로브스카이트 박막 제조를 위한 고순도 페로브스카이트 프리커서 소재의 저가 양산 기술이 필요하다. 본 연구에서 수용액에서 99.995% 고순도 페로브스카이트 프리커서를 수율 92% 이상으로 제조하는 데 성공했으며 합성된 프리커서를 이용하여 태양전지를 만들 경우 25% 이상의 고효율이 가능하였다. 본 연구는 중국 남방과기대학(Southern University of Science and Technology, 센젠 (Shenzen) 소재)의 Baomin Xu 교수팀이 주도하고 박남교 교수팀이 공동으로 참여하였다. 특히 본 연구를 주도한 Yong Zhang 박사는 성균관대에서 박남규 교수의 지도로 박사학위를 받은 연구자이다. ※ 논문명: Aqueous synthesis of perovskite precursors for highly efficient perovskite solar cells ※ 저널: Science ※ 논문링크: https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj7081

    2024-02-20

  • 탄소 배출 없는 그린 수소 생산, 차세대 신촉매 소재로 새로운 길 열다!
    탄소 배출 없는 그린 수소 생산, 차세대 신촉매 소재로 새로운 길 열다!

    탄소 배출 없는 그린 수소 생산, 차세대 신촉매 소재로 새로운 길 열다! - 성균관대-고려대-KIST-동국대 공동연구 - 재료과학분야 국제학술지 어드밴스드 에너지 머티리얼즈 후면 표지로 선정 ▲ 조성찬 석박통합과정생(제1저자), 설재훈 박사과정생, 이상욱 교수(교신저자) 국내 연구팀이 ‘그린 수소’의 제조 과정에서 발생하는 생산 비용을 현저히 낮추는 기술적인 성취를 이뤘다. 성균관대-고려대-KIST-동국대 공동연구진은 그린 수소 생산 비용을 대폭 절감하는 기술적 해결책을 찾아냈다. 화학공학/고분자공학부 이상욱 교수 연구팀은 고려대학교 이광렬 교수 연구팀, 한국과학기술연구원(KIST) 유성종 박사 연구팀, 동국대 진하늘 교수 연구팀과 함께 백금, 루테늄, 인으로 이루어진 삼원계 물질(PtRuP2)을 이중벽 나노튜브 형태로 구현한 음이온 교환막 수전해 장치용 양극재 소재를 개발했다. * 연구한 이중벽 나노튜브는 나노 사이즈의 직경을 갖는 실린더 형태로 속이 빈 두 실린더가 겹쳐져 있는 구조 그린 수소는 이산화탄소 배출이 없는 친환경 방식으로 생산되는 수소로, 이는 탄소 중립 기술의 핵심기술이다. 현재 수소 생산의 대다수는 ‘그레이 수소’로 분류되며, 천연가스와 수증기를 이용하여 생산되는 과정에서 이산화탄소가 발생한다. 그러나 전기에너지를 이용해 물을 분해하여 생산하는 ‘그린 수소’는 이러한 이산화탄소 배출 없이 수소를 생성할 수 있는 방식으로 주목받고 있다. 연구팀은 ‘음/양이온교환’이라는 새로운 방식으로 나노입자를 제어하여 백금, 루테늄, 인으로 이루어진 삼원계 물질(PtRuP2)을 이중벽 나노튜브 형태로 구현하는데 성공하였다. 또한, 이를 양극재 소재로 활용하여 음이온 교환막 수전해 장치를 최적화하여 상용 백금 및 루테늄 촉매 대비 그린 수소 생산 단가를 크게 낮출 수 있었다. ▲ PtRuP2 이중벽 나노튜브 촉매를 활용하여 최적화한 음이온 교환막 수전해와 상용 Pt/C 기반의 음이온 교환막 수전해의 성능 및 내구성 평가 음이온 교환막 수전해(AEM) 기술은 알칼라인 수전해(AEC)와 고분자 전해질막 수전해(PEM)의 우수한 특성을 결합한 혁신적인 차세대 수전해 기술이다. 그러나 그린 수소 생산을 위한 음이온 교환막 수전해 방식은 고성능을 확보하기 위해 귀금속인 백금을 촉매로 사용하기 때문에 가격 경쟁력이 있는 촉매 물질의 개발이 시급하다. 수전해 촉매의 성능평가 결과에 따르면, 개발한 PtRuP2 기반의 이중벽 나노튜브 수전해 촉매는 수전해 작동 전압인 2V 영역에서 9.40A/cm-2 (제곱센티미터당 암페어)의 전류밀도를 나타냈다. 이는 상용 촉매인 백금 촉매의 전류밀도 5.44A/cm-2보다 1.7배 이상 우수하며, 약 270시간 이상의 장기 내구성을 보였다. 화학공학/고분자공학부 이상욱 교수와 조성찬 석박통합과정생(제1저자) 및 설재훈 박사과정생은 합성된 PtRuP2의 삼원계 물질에 대해서 열역학적으로 가질 수 있는 결정구조를 탐색함으로서 원자 단위 시뮬레이션을 수행했다. 특히 PtRuP2내 Ru 및 Pt이 각각 물 분해와 수소 생산에 특화되어 있다는 것을 발견했으며, 나노구조 안에서 각 원자 간의 시너지 효과로 인해 뛰어난 수전해 성능이 나옴을 밀도 범 함수 이론 기반 전산모사를 통해 밝혀냈다. 이러한 시너지 효과는 Pt와 Ru가 가지는 전자구조의 차이로 인함과 물 분해를 위한 활성화 에너지와 수소 발생에 대한 상관관계를 밝힘으로서 촉매 활성 발현 원리를 규명하고 신규 소재 설계의 가이드라인을 제시했다. ▲ 체계적인 촉매 구조 설계 및 범밀도 함수 이론 기반 촉매 활성 발현 원리 규명 이번 연구성과는 지난 2월 2일 재료과학분야 세계적 학술지 어드밴스드 에너지 머티리얼스(Advanced Energy Materials, IF 27.8, JCR 상위 분야 3%)에 게재되었으며, 후면 표지 논문(back cover)으로 선정됐다. 본 연구는 한국연구재단이 지원하는 중견연구사업으로 수행되었다. ※ 저자정보: 홍용주 박사(제1저자, 고려대학교, 현 KIST 박사후연구원), 조성찬(제1저자, 성균관대학교), 김수빈(제1저자, 고려대학교), 진하늘 교수(제1저자, 동국대학교), 설재훈(성균관대학교), 이태경(KIST), 류종경(포항공대), 그레이시 박사(고려대학교), 김태경(KBSI), 백현석 박사 (KBSI), 최창혁 박사(KAIST), 조진형(고려대학교), 정상연(고려대학교), 이은수(고려대학교), 정유성 교수(서울대학교), 안도천 박사(포항가속기연구소), 김용태 교수(포항공대), 교신저자로 유성종 박사(책임연구원, KIST), 이상욱 교수(성균관대학교), 이광렬 교수(고려대학교)가 참여했다. (총 20 명) ※ 논문명: Double-walled Tubular Heusler-type Platinum-ruthenium Phosphide as All-pH Hydrogen Evolution Reaction Catalyst Outperforming Platinum and Ruthenium ※ 게재지: Advanced Energy Materials ※ DOI: https://doi.org/10.1002/aenm.202304269

    2024-02-19

  • 전례 없는 시너지, 수퍼산 유기촉매반응 시스템 개발을 통한 신규 항암물질 발견
    전례 없는 시너지, 수퍼산 유기촉매반응 시스템 개발을 통한 신규 항암물질 발견

    전례 없는 시너지, 수퍼산 유기촉매반응 시스템 개발을 통한 신규 항암물질 발견 - 셀 리포트 피지컬 사이언스 저널에 온라인 게재 ▲ (왼쪽부터) 배한용 교수, 허준석 교수, 김기현 교수, 김우희(공동제1저자), 송선빈(공동제1저자) 화학과 배한용 교수 연구팀이 화학과 허준석 교수 및 약학과 김기현 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 신규 브뢴스테드 수퍼산 유기촉매에 의한 지속가능한 환원성 아민화 반응으로부터 알파-이차 알킬 아민 구조의 의약품 합성법 및 신규물질의 항암활성에 관한 연구결과를 보고했다. 유기촉매는 2021년 노벨화학상을 수상한 연구 분야이며, 우리 대학 연구진은 국내 최고수준의 전문가 그룹 중 하나로 꼽힌다. 2개의 탄소 치환기와 단일 아민 작용기로 연결된 삼치환된 탄소원자인 알파-이차 아민 작용기는 다양한 천연물이나 의약품에서 쉽게 찾을 수 있지만 다양한 생리활성을 제공하는 핵심구조이다. 환원성 아민화 반응은 제약산업계에서 탄소-이종원자 결합을 도입하기 위해 수행되는 전체 반응 중 23%를 차지하는 매우 중요한 반응이다. 하지만 경제적이며, 안전하고, 친환경적인 유기촉매를 이용하여 직접적으로 본 작용기를 도입하는 예는 보고된 방법이 거의 없었다. 공동연구진은 수퍼 브뢴스테드 유기산 촉매인 트리플이미드(triflimide)와 환원제로 작용하는 유기붕소화합물인 피나콜보레인(pinacolborane)의 전례 없는 고성능 시너지 촉매 시스템을 최초로 개발하였다. 저렴하고 풍부한 케톤을 시작물질로 하여 반응성이 낮은 카바메이트(carbamate) 아민 작용기와 반응하여 벤질옥시카보닐 기(Benzyloxycarbonyl group, 이하 Cbz)가 달린 알파-이차 아민을 합성하였다. Cbz 그룹은 펩타이드 또는 전합성에서 가장 많이 이용되는 보호기이다. 또한 물리학적 밀도범함수 이론에 의한 계산 결과를 토대로 실험적, 분석적 결과들을 통합하여 신규 시너지 촉매 시스템의 활성화 메커니즘을 규명하였다. 연구팀은 촉매반응으로 만들어진 생성물로부터 부정맥 치료제로 사용되는 멕실레틴(Mexiletine)과 편두통 치료제 이소메텝텐(Isometheptene)을 성공적으로 합성하였다. 또한, 생리활성평가를 통해 다양한 알킬아민 생성물들에서 높은 수준의 항암 활성을 띠는 물질을 발견하였다. 이는 합성화학 분야에서 세계 최초로 N-Cbz 아민 분자의 세포 독성을 발견한 첫 연구 결과이다. 화학과 배한용 교수는 “이번 연구결과는 다양한 의약품과 천연물에서 발견할 수 있는 알파-이차 알킬아민 작용기를 합성하는 반응을 기존에 보고된 적 없는 지속가능한 시너지 유기촉매 시스템을 통해 성공적으로 구현하였고, 나아가 고부가가치 의약품을 매우 효율적이며 안전하고, 경제적으로 합성할 수 있는 점에서 의미가 크다”고 연구의의를 밝혔다. 덧붙여 “생리활성평가를 통해 항암활성을 가지는 화학골격의 물질을 발견해 신규 항암제 후보물질로써의 가능성을 확인하였고, 향후 제약 및 의약학 분야에 널리 활용될 것으로 기대한다”고 밝혔다. 연구팀의 이번 연구결과는 저명학술지인 셀(Cell)에서 발간하는 자매저널인셀 리포트 피지컬 사이언스(Cell Reports Physical Science)지에 1월 29일자로 온라인에 게재되었다.

    2024-02-16