원편광 은 키 랄 성 이 없 는 물질 에 키 랄 성 을 전달 해 나선 형 구조 를 만들 수 있 어 … 키 랄 성 물질 의 기원 밝힐 초석 마련 해 
 [ 408 호 ] 2015 년 08 월 18 일 ( 화 ) 권민성 기자 bnt 2080 @ kaist . ac . kr 
 화학 과 김상율 교수 , 서명 은 교수 공동 연구 팀 이 원편광 을 이용 해 나선형 구 조체 를 제작 하 는 데 성공 했 다 . 이번 연구 는 키 랄 성 물질 의 기원 을 탐구 하 는 데 큰 도움 을 줄 것 으로 보인다 . 관련 논문 은 지난 4 월 23 일 < 네이처 커뮤니케이션 ( Nature Communications ) > 에 게재 되 었 다 . 
 양날 의 검 , 키 랄 성 물질 
 자연 에 는 거울상 대칭 이 면서 단순히 회전 하 여 서로 겹칠 수 없 는 물질 들 이 존재 한다 . 이러 한 물질 을 키 랄 ( chiral ) 하 다고 하 며 , 각 물질 을 키 랄 성 ( chirality ) 물질 이 라고 부른다 . 키 랄 한 두 물질 은 여러 물리 적 인 성질 은 같 으나 , 화학 적 성질 은 확연히 다를 수 있 다 . 대표 적 인 사례 가 탄소 화합물 이 다 . 탄소 에 는 결합 부위 가 4 개 있 으며 , 각 부위 의 결합기 를 치환 해 거울상 이성질체 를 만들 수 있 다 . 탄소 화합물 중 에 는 촉매 나 약 으로 활용 할 수 있 는 유용 한 물질 이 많 지만 , 그 거울상 이성질체 는 유용 한 기능 이 없 거나 독 으로 작용 할 수 있 다 . 이 때문 에 학자 들 은 우리 에게 이로운 키 랄 성 물질 만 을 분리 하 기 위해 키 랄 성 물질 이 갖 는 특성 을 연구 해 왔 다 . 
 키 랄 성 물질 의 기원 은 알려 지 지 않 아 
 그 중 한 분야 가 키 랄 성 물질 의 기원 에 관한 연구 다 . 키 랄 성 물질 이 어떻게 생성 되 었 느냐는 질문 은 자연 과학 계 에서 아직 해결 하 지 못한 근본 적 인 의문 중 하나 다 . 학계 에서 는 빛 때문 에 키 랄 성 물질 이 등장 했 다는 것 이 정설 이 었 지만 , 이 를 증명 할 근거 가 부족 했 다 . 
 이번 연구 는 초 분자 키 랄 성 물질 의 기원 에 관한 연구 로 , 더 나아가 최초 의 키 랄 성 물질 이 어떻게 탄생 했 는지 밝히 는 데 에 도 중요 한 역할 을 할 것 으로 보인다 . 초 분자 ( supra - molecular ) 키 랄 성 물질 은 커다란 키 랄 성 분자 또는 여러 분자 가 이루 는 키 랄 성 화합물 을 의미 한다 . 그 중 나선 형 구조 체가 대표 적 인 예 다 . 나선형 구 조체 에 는 각각 오른나사 방향 과 왼나사 방향 을 갖 는 두 종류 가 있 으며 , 두 물질 은 서로 겹칠 수 없 는 거울상 이 다 . 
 빛 과 자기 조립 이 만드 는 나선 구조 
 연구 팀 은 초 분자 키 랄 성 물질 의 기원 이 편광 이 라고 생각 했 다 . 이번 연구 에서 연구 팀 은 원편광 과 분자 의 자기 조립 ( self - assembly ) * 을 이용 하 여 이 를 증명 하 려 했 다 . 원편광 은 빛 의 궤도 가 나선 을 그리 는 편광 을 , 자기 조립 은 같 은 종류 의 분자 끼리 상호 작용 해 구조물 을 만드 는 현상 을 의미 한다 . 
 ▲ 원편광 을 받 아 나선형 구 조체 를 형성 하 는 TPA / 김상율 교수 제공 
 TPA 는 원편광 을 받 아 나선 을 형성 해 
 연구 팀 은 분자 에 원편광 을 쪼이 면 분자 의 자기 조립 을 통해 나선 형 구조 체가 만들 어 질 것 이 라고 예상 했 다 . 연구 에 사용 된 트라이 페닐 아민 ( triphenylamine , 이하 TPA ) ** 에 있 는 페닐 고리 3 개 는 한 평면 위 에 있 지 는 않 다 . 하지만 각 고리 의 어긋난 정도 가 심하 지 않 아 구조 가 평평 한 편 이 다 . 외부 의 개입 없이 TPA 분자 끼리 자기 조립 이 일어나 면 분자 는 무 질서 하 게 쌓여 키 랄 하 지 않 은 물질 을 형성 한다 . 
 하지만 실험 결과 TPA 용액 에 원편광 을 비추 면 나선 형 구조 체가 생기 며 , 만들 어 진 나선 구조 는 원편광 의 궤도 와 그 모양 이 같 다는 사실 을 확인 했 다 . 김상율 교수 는 “ 이 현상 의 정확 한 과정 은 아직 밝혀 지 지 않 았 으나 , TPA 분자 가 원편광 의 전기장 에 영향 을 받 아 자기 조립 이 일어나 는 도중 회전 하 여 나선 형 구조 를 형성 했 을 것 으로 추측 하 고 있 다 ” 라고 말 했 다 . 
 이번 연구 는 빛 을 이용 하 여 키 랄 하 지 않 은 물질 로부터 키 랄 성 물질 을 만들 수 있 다는 것 을 보인 점 에서 의의 를 가진다 . 김 교수 는 “ 후속 연구 를 진행 하 여 초분 자 뿐 만 아니 라 , 크기 가 작 은 분자 가 갖 는 키 랄 성 에 대해서 도 연구 할 예정 이 다 ” 라고 밝혔 다 . 
 자기 조립 * 
 외부 개입 없이 분자 끼리 결합 하 는 현상 . 이번 엔 나선 형 으로 구조 체가 생기 도록 구조 가 평평 한 물질 을 사용 했 다 
 트라이 페닐 아민 ( TPA ) ** 
 질소 원자 에 페닐 고리 3 개 가 연결 되 어 있 는 물질 . 원편광 을 받 으면 각 TPA 분자 가 회전 해 나선 구조 체 를 형성 한다