KAIST, 5개 고리구조의 '오환형 플라빈' 최초 개발
분자구조 정밀 조절..긴 파장대서 발광 및 전자특성
분자구조 정밀 조절..긴 파장대서 발광 및 전자특성
KAIST는 백윤정 화학과 교수 연구팀이 근적외선 파장에서 발광이 가능한 5개의 고리 구조를 가진 '오환형 플라빈 분자'를 처음으로 개발했다고 23일 밝혔다. 플라빈은 우리 몸 등 생명체 내의 에너지 생산과 생화학 반응에 관여하는 중요한 색소 분자로, 특정 색의 빛을 방출하는 형광분자이다. 자연계의 플라빈은 대부분 파란색에서 초록색 영역까지 짧은 파장의 빛을 내지만, 긴 파장인 적외선에선 구현하기 쉽지 않다. 연구팀은 세 개의 고리를 갖는 삼환형 플라빈을 고리가 5개인 오환형 플라빈으로 확장하고, 산소와 황 등 서로 다른 원자를 정교하게 도입해 분자의 전자 구조를 정밀하게 조절하는 데 성공했다.
황이 포함된 플라빈 구조체는 772나노미터 길이의 근적외선 영역에서 발광했다. 이는 지금까지 보고된 플라빈 유도체 중 가장 긴 파장이라고 연구팀은 설명했다. 아울러 기존 플라빈에서 드물게 관찰되던 전기화학적 반응을 조절하는 기능까지 갖춰 다기능성 분자 플랫폼으로 주목받고 있다.
가령 근적외선 같은 긴 파장의 빛을 이용해 몸 속 깊이 정확하게 진단·치료하고, 오염이나 독성물질이 특정 빛에 반응하도록 설계하는 데 활용할 수 있다.
백윤정 KAIST 교수는 "플라빈의 빛 파장을 바꿀 수 있다는 것은 우리가 원하는 상황에 맞게 빛을 자유롭게 설계하고 활용할 수 있다는 것"이라며 "앞으로 우리 손으로 원하는 색과 성질을 가진 분자를 정밀하게 디자인하고 만들 수 있다는 가능성을 보여준 것"이라고 말했다.
이 연구결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(15일자)'에 실렸다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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