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분자성 결정을 이용한 강유전 재료의 개발

전문가 제언: ○ 생물분자 모터(bio-molecular motor)는 21세기에 들어와서 탄생한 새로운 연구 분야이다. 이것은 생명체의 세포 내에서 에너지를 저장하고, 운동을 발생시키고, 존재하는 에너지를 기계적인 운동으로 변환하는 분자의 움직임을 표현한 말이다. 분자모터의 움직임에 따라서 세포는 변형하면서 이동하고, 세포 내에서는 여러 가지 고분자의 수송이 이루어진다. 유사한 용어는 단백질 모터가 있다.

○ 즉 생물의 세포 속에 존재하는 단백질은 특별한 형태를 가지고 생명체 속에서 근육의 이완, 세포의 움직임, 신경세포의 전달, DNA 복제 등 완벽한 역할을 한다. 이 생물·화학적인 현상을 기계적 메커니즘으로 전환하는 연구가 활발하게 이루어지고 있다.

○ 한편 분자성 결정(molecular crystal) 또는 분자결정이란, 결정분류 중의 하나이다. 일반적으로 공유결합결정이나 이온결합 결정에 의한 물질에 비해서 분자성 결정은 융점이 낮고 부드럽다. 이것은 분자끼리의 결합력의 종류에 따라서 다시 분류된다. 즉 얼음이나 나프탈렌 등의 고체가 분자결정의 예가 된다. 전자는 물 분자가 수소 결합한 수소결합 결정이고, 후자는 나프탈렌끼리 반데르발스 힘으로 결합한다. 따라서 분자성 결정을 반데르발스 결정(Van der Waals crystal)이라 표현하기도 한다.

○ 본 논문을 발표한 Kikuchi 연구진은 생물분자 모터의 개발에 목표를 두고, 분자성 물질을 이용하여 분자성 단결정을 만들었다. 그리고 이 물질의 강유전성 특성을 연구하였다. 기능성 재료 중에서 기계적으로 가장 응용범위가 높은 재료 중에 하나가 강유전성이다. 즉 이들 연구진은 미래에 생물분자 모터의 개발에 필요한 재료를 분자운동을 통해서 확인하였다.

○ 생물분자 모터나 분자성 결정은 우리에게 다소 생소한 분야이다. 그러나 미래의 초정밀·초소형 기계, MEMS, 나노기술 등에 응용될 기술이므로, 지금부터 관심과 연구가 필요한 부분이다.

저자: Takemitsu Kikuchi
자료유형: 학술정보