▲ 세큐린진 B 기반 분자 광스위치 개발(그림=KAIST)  © 특허뉴스

KAIST의 화학과 한순규 교수와 윤동기 교수 연구팀이 천연물 세큐린진 B의 합성에 성공하면서, 이를 기반으로 혁신적인 분자 광스위치를 개발했다고 11일 발표했다. 세큐린진 B는 항암 및 뇌 질환 치료 효과로 주목받는 알칼로이드 천연물로, 그 합성 자체가 화학적으로 고난도의 도전 과제다. 이번 연구에서는 빛의 파장에 따라 색상이 바뀌는 새로운 원리의 분자 광스위치가 탄생했다.

한 교수 연구팀은 천연물 합성 과정에서 반응성을 발견해, 빛의 종류에 따라 분자구조가 이동하고 색상이 변화하는 분자 광스위치 메커니즘을 제시했다. 이 광스위치는 가시광선 영역에서 무색에서 노란색으로 변하며, 자외선이 조사되면 원래의 구조와 색상으로 돌아오는 가역적 특성을 보인다.

연구진은 이 물질을 고분자에 적용하여, PDMS 고분자 젤리 형태로 개발했다. 이 젤리는 427nm 파장의 빛을 받으면 색이 없어지고, 자외선을 받으면 노란색으로 되돌아오는 특성을 가진다. 또한 디스플레이와 같은 다양한 광학재료 분야에 적용 가능해, 차세대 액정 디스플레이와 태양에너지 저장 시스템 등에서 응용 가능성이 높다고 평가된다.

이번 성과에 대해 한 교수는 “천연물 합성의 기초과학 연구에서 발견한 원리가 새로운 분자 광스위치 기술로 확장되었다”며, “자연 현상의 작동 원리를 연구하는 기초과학의 중요성을 다시금 상기시키는 계기가 되었다”고 밝혔다.

이번 연구는 박상빈 석박사통합과정 학생이 제1 저자로 참여했으며, 국제 학술지 ‘켐(Chem)’에 10월 31일 자로 게재됐다.

논문명은 Synthesis of securingine B enables photoresponsive materials design 이다.