이과대학 화학과 김동호 명예특임교수 연구팀이 확장된 카바포피린(Carbaporphyrin) 집게 수용체의 전하 전달 능력을 분광학적으로 관측했다.

식물 엽록소에서 일어나는 광합성 시스템은 에너지와 전자의 전달을 수반하는 정교한 과정을 통해 태양 에너지로부터 화학 에너지를 매우 효율적으로 생성해 낸다. 

자연계의 에너지와 전하 전달 현상을 모방해 태양전지나 광촉매로 활용하기 위해서는 자연계의 분자체와 유사한 분자 구조 집합체의 구조와 광물리적 특성에 대한 이해가 필수적이다.

자연계의 전자 주개(Donor)-받개(Acceptor) 체계를 모방할 수 있는 시스템으로는 전하 전달 과정이 효율적인 포피린과 전하 수용 능력이 뛰어난 풀러렌 분자의 조합인 ‘포피린-풀러렌 결정체’가 주목받고 있다.

지난 수십 년간, 김동호 교수 연구팀은 포피린의 들뜬 상태 방향성, 포피린 분자의 구조와 전하 전달 효율의 상관 관계 등 포피린의 분광 성질 분석에 있어 우수한 성과를 보인 바가 있다.

김동호 교수는 “본 연구는 나노그래핀을 포피린 프레임에 활용한 최초의 보고이며, 확장 포피린과 나노그래핀, 두 개의 다른 연구 분야의 연결고리가 된 연구 결과”라고 연구 의의를 밝혔다.

한편, 이번 연구 결과는 세계적인 종합화학 분야 학술지 ‘저널 오브 더 아메리칸 케미컬 소사이어티(Journal of the American Chemical Society, IF 16.383)’ 1월호에 게재됐다.

* 논문명: Nanographene-Fused Expanded Carbaporphyrin Tweezers