[헤럴드경제=이정아 기자] 국내 연구진이 에너지 상태에 따라 분자의 방향성(aromaticity, 芳香性)과 반방향성(antiaromaticity, 反芳香性)이 역전되는 현상을 분광학 실험을 통해 처음으로 확인했다. 40여년 간 화학계에서 ‘한계’로 지목된 과제를 해결한 셈이다.

14일 연세대 화학과 김동호 교수팀은 로듐 헥사피린(Rhodium hexaphyrins) 분자들을 이용한 분광학 실험을 통해 분자에 빛을 쏘여줄 때 방향성 뒤집힘 현상이 발생하는 것을 확인했다고 밝혔다. 과학저널 ‘네이처 캐미스트리’(Nature Chemisty)의 표지에는 김 교수의 연구 논문에 대한 자료가 실렸다.

연세대 화학과 김동호 교수의 논문을 게재한 과학저널 ‘네이처 캐미스트리’(Nature Chemistry) 표지.

이번 연구는 이는 1972년 화학자 콜린 베어드가 분자의 상태에 따라 분자 방향성이 역전될 수 있다는 이론을 실험적으로 입증한 첫 사례다. 연구진은 “40여년간 가설로 남아 있던 방향성 뒤집힘 현상을 처음 확인한 것”이라고 설명했다.

방향성은 다수의 이중결합이 포함된 고리형 분자의 안정성을 결정짓는 중요한 요소로 베어드는 분자에 빛을 쏘여주면 방향성-반방향성 역전 현상이 일어날 수 있다는 가설을 제시했다.

연구진은 이 가설을 실험으로 증명하기 위해 로륨 헥사피린을 합성해 분광학 실험을 진행했다. 그 결과 빛을 쪼인 방향성 헥사피린은 반방향성으로 바뀌고 반방향성 헥사피린은 방향성으로 바뀌는 것이 확인됐다.

김 교수는 “현대 화학에서 가장 중요한 물성중 하나인 분자 방향성의 역전 현상을 처음으로 관측하고 양자역학 계산을 통해 실험결과를 완벽히 입증했다”며 “우리나라의 기초학문 분야 연구가 세계적 수준에 도달했음을 보여준다”고 말했다.

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