음이온 검출 '칼릭스 화합물' 개발

포스텍 김광수 교수·전영 연구원

김광수 교수

전영 연구원

포스텍 연구팀이 음이온을 검출할 수 있는 새로운 화합물을 개발했다.

포스텍 화학과 김광수 교수'전영 연구원 팀은 지금까지 없었던 새로운 칼릭스계 화합물인 '칼릭스이미다졸륨'(calix-imidazolium)을 합성하는데 성공, 세계적 권위지인 네이처커뮤니케이션(Nature Communications)지 온라인판 30일자(현지시간)를 통해 연구결과를 발표했다.

연구팀의 설명에 따르면 우리 주변에는 유익하거나 유해한 음이온이 다양하게 존재하고, 이를 정확하게 검출한다면 환경, 의학 등 다양한 분야에 활용이 가능하다.

이러한 음이온을 잡아내는 분자들 중 '성배' 모양을 한 '칼릭스'(Calix'라틴어로 '성배'라는 뜻) 분자는 다른 분자들과 달리 형태가 고정돼 있어 환경오염 센서 등에 다양하게 활용되고 있다. 하지만 지난 100여 년간 화학계에 알려진 칼릭스계 분자는 '칼릭스아렌'(calix-arene)과 '칼릭스파이롤/(calix-pyrrole) 두 가지뿐이었다.

이에 김광수 교수팀은 2005년 '전구체'(precursor'어떤 물질 대사나 화학 반응 시 특정 물질이 되기 전 단계의 물질)를 만들어내면서 새로운 분자의 합성 가능성을 처음으로 제기했고, 이후 기존 칼릭스계 분자와 달리 양이온 분자계로 음이온을 선택해 결합시킬 수 있는 이미다졸륨을 합성한 '칼릭스이미다졸륨'을 만드는데 성공한 것. 칼릭스이미다졸륨은 음이온 검출을 필요로 하는 의약진단기기나 환경오염 센서 등에 광범위하게 활용될 것으로 전망된다.

김광수 교수는 "칼릭스이미다졸륨은 분자의 크기를 확대하면 보다 큰 음이온을 검출할 수 있고, 각종 탄소물질과 관련된 나노물질 연구 등에도 응용할 수 있다"며 "지금까지 없었던 3번째 종류의 칼릭스 화합물이 폭넓게 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.

한편, 이번 연구성과는 미래창조과학부와 한국연구재단이 운영하는 국가과학자 사업 지원을 통해 이뤄졌다. 포항'박승혁기자 psh@msnet.co.kr