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미세조립 기술: 분자 개폐기에서 분자 모터까지

전문가 제언: ○ 분자 전환기와 분자 모터는 초분자화학, 표면과학 및 분자생물학과 진보된 합성기술의 합동으로 이루어진 분자기계의 중요한 성분으로서 분자 전환기는 광화학적으로 또는 전자화학적으로 작동되고 전자모터는 화학적으로 또는 빛으로 움직인다. 이 분자기계의 기능과 구조 및 성격에 관련하여 발광성, 자체-모임, 분자운동, 색깔, 전도성, 이동 및 키랄성에 대한 기본적인 현상의 이해가 무엇보다 중요하다고 본다.

○ 최근 나노스케일 전자-활성 및 광-활성 장치를 만들어 내고자 강렬한 연구노력이 있다. 그 영역의 하나가 분자전환 장치이다. 유기 도관을 따라 전자흐름이 릴레이에 의해 정보의 전달이 개폐되거나 켜짐 또는 꺼짐으로 조절된다. 이는 다-성분 나노구조의 모임체의 복합성과 분자 수준에서 이루어지는 동력학적 절묘한 균형에서 이루어지는 기술로서 미래 다-차원 전자조절 장치에 활용할 첨단 기술임에 틀림이 없다.

○ 특정방향으로 전자가 이동할 때 이 이동의 현상을 감지할 수 있다면, 이는 전자이동 개폐기의 열쇠임은 분명하다. 색깔 변화나 형광의 변화와 같은 방법으로 그 전자의 도착을 알려준다는 사실을 확인함으로써 이것은 가능해진다. 이런 개념의 설계에서 우리의 관심의 대상은 다-차원의 개폐기 운전에 반하여 작동하려는 브라운 운동과 같은 용액에서의 전자의 성질을 확실히 이해하는 것이 무엇보다 중요하다고 본다.

○ 인공분자기계는 유기화학적으로 합성한 분자기계이며 빛, 열, pH 변화 등 외부의 자극으로 분자의 구조를 변화시킨다. 로탁산(Rotaxane)과 카테난(Catenane) 등과 같은 초분자를 사용하여 분자개폐기(혹은 분자 스위치)를 비롯해서 여러 응용에 활용하는 연구가 한창이며, 나노기술 분야에서 크게 주목을 받고 있어 진정 다-차원 개폐기나 분자모터와 같은 분자기계가 산업에서 활용하게 될 수 있기를 기대한다.

저자: Feringa, BL; AF Feringa, Ben L.
자료유형: 학술정보