사진=유튜브 화면 캡처
올해 노벨 화학상 수상자로 소바주(72) 프랑스 스트라스부르대 교수, 영국 출신의 프레이저 스토더트 미국 노스웨스턴대 교수(74), 베르나르트 페링하 네덜란드 흐로닝겐대 교수가 5일(현지시간) 선정됐다.
이들 학자들은 ‘분자기계’(molecular machine) 연구로 ‘초분자 화학’이라는 학문 영역을 개척했다.
스웨덴 왕립과학원은 “통제 속에 움직일 수 있는 ‘분자기계’를 합성하고, 구조화했다”며 “분자기계는 새로운 물질이나 센서, 에너지 저장 시스템 등 다양한 것들로 개발해 활용할 수 있을 것”이라고 수상 배경을 설명했다.
분자기계란 고등동물의 세포 속 단백질 같이 자기조립 능력을 이용해 유용한 물질구조를 조립할 수 있도록 만든 분자의 집합체를 뜻한다.
생명체는 유전자에 각인된 정보에 따라 아미노산을 원료로 단백질이라는 제품을 생산하는 일종의 ‘기계’들을 소유하고 있는 셈인데, 이 기계들을 응용해 다른 또 다른 기계들을 만들어 내는 원리다.
수상자들은 이들 분자단위의 움직임을 제어할 수 있는 방법을 개발해 냈고, 이들 분자는 에너지가 가해지면 특정한 임무를 수행하게 된다.
소바주 교수는 1983년 두 개의 링 모양 분자를 연결해 하나의 체인으로 만들고 이를 캐터네인(catenane) 이라고 명명했다.
그로부터 8년 뒤인 1991년 스토더트 교수는 분자 링을 얇은 분자 축에 연결해 움직이도록 만들었고, 페린가 교수는 1999년에 분자 모터를 최초로 개발하는데 성공했다.
분자기계가 활성화 될 경우 과학계에 혁명적 변화가 가능하게 된다.
노벨위원회는 수상자들이 “움직임을 제어할 수 있는 분자를 개발했고, 이 분자들은 에너지가 가해질 경우 특정 임무를 수행할 수 있다”고 설명했다.
이들의 연구는 향후 나노자동차 등 분자 수준의 초소형 기계를 만드는 등 앞으로 과학기술에서 큰 변화를 가져올 수 있을 것으로 평가된다.
나노기계를 발명해 인체에 투입한 다음 특정 병변에 대한 치료를 수행할 수 있고 분자 승강기, 분자 근육, 초소형 컴퓨터 칩등 상상 속에 가능하던 일들이 가능하게 된다.
페링하가 발명한 분자모터를 이용하면 유리 실린더를 1만배나 빨리 회전시킬 수 있고, 이 같은 기술은 소형 나노자동차 개발로 이어졌다.