'퀴논·티타늄 결합' 안정적 에너지 생성 분자 촉매 시스템 개발

(대전=뉴스1) 이동원 기자 = KAIST 화학과 백윤정 교수 연구팀이 생체 내 에너지 생성의 핵심 분자인 퀴논(Quinone)과 금속 티타늄(Ti)을 결합한 새로운 분자 촉매 시스템을 개발하는 데 성공했다고 26일 밝혔다.

퀴논은 에너지 대사 과정에서 전자와 수소를 전달하는 역할을 하는 중요한 분자다. 미토콘드리아 내 에너지 생산 메커니즘을 모사한 이번 연구는 퀴논의 불안정한 반응 중간체인 세미퀴논 문제를 금속 화학적으로 안정화해 반복적 반응이 가능한 촉매를 구현했다.

연구팀은 퀴논과 값싸고 풍부한 티타늄 금속을 결합하는 분자 설계로 기존 한계였던 불안정성 문제를 해결했다. 이 기술은 생체 분자를 활용한 인공 촉매 설계에서 새로운 방향을 제시한다는 평가를 받는다.

백윤정 교수는 “자연계에서 본질적 역할을 하지만 인공 환경에선 어려웠던 퀴논 활용의 한계를 극복했다”며 “차세대 에너지 및 환경 촉매 개발에 중요한 기초가 될 것”이라고 말했다.

이번 연구의 제1 저자는 KAIST 화학과 원창현 석박사통합과정 학생이며, 연구 성과는 미국화학회가 발행하는 국제 학술지 ‘Journal of the American Chemical Society’ 2월 20일 자에 게재됐다.

연구는 과학기술정보통신부 개인기초연구사업 ‘우수신진연구’와 한국연구재단 글로벌 선도연구센터(SRC), 산업통상자원부 소재부품개발사업 등의 지원을 받아 수행됐다.

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