우리대학 기능성분자계연구소의 김광수(화학) 교수와 전영 연구원 팀은 지금까지 없었던 새로운 칼릭스계 화합물인 칼릭스이미다졸륨(calix-imidazolium)을 합성하는 데 성공, 세계적 권위지인 <네이처커뮤니케이션(Nature Com- munications)> 온라인판 4월 30일자를 통해 그 결과를 발표했다.
도핑테스트, 유해물질 센서 및 의약 진단 연구에 응용되는 분자들은 특정한 물질을 잘 잡아낼 수 있도록 특이한 구조체를 가지고 있다. 그 중에서도 성배 모양을 띄고 있어 칼릭스라는 이름을 가진 분자는 다른 분자들과 달리 형태가 고정되어 있어 센서 등에 다양하게 응용되고 있다. 하지만 지난 100여 년 간 학계에는 칼릭스아렌(calix-arene)과 칼릭스파이롤(calix-pyrrole) 2가지 칼릭스 분자만 알려져 있었다.
2005년 김광수 교수는 칼릭스 전구체를 만들어내면서 새로운 분자의 합성 가능성을 처음으로 제기하며 이러한 상황에 새로운 전기를 마련했다. 그리고 드디어 기존의 중성 칼릭스 분자계와는 달리 양이온 분자계로 음이온을 선택해 결합시킬 수 있는 강점을 가진 이미다졸륨을 이용해 칼릭스이미다졸륨을 합성해냈다.
연구팀은 이 분자계를 이용해 수용액에서 플루오린 음이온과 플러렌 등을 검출하는 데 성공했다. 칼릭스이미다졸륨은 음이온 검출을 필요로 하는 의약진단기나 환경오염 센서 등에 광범위하게 활용될 것으로 전망되고 있다.
연구를 주도한 김 교수는 “이 분자계는 분자크기를 늘리면 보다 큰 음이온을 검출할 수도 있을 뿐 아니라 플러렌이나 그래핀, 탄소나노튜브 등 탄소물질과 관련된 나노물질 연구에도 응용할 수 있을 것”이라며 “지금까지 없던 세 번째 종류의 칼릭스 화합물인 만큼 그 활용도도 예상 이상으로 다양할 것”이라고 기대했다.
한편, 이번 연구성과는 미래창조과학부와 한국연구재단이 운영하는 국가과학자 사업지원으로 수행됐다.