전남대학교 미디어포털

 
백금과 팔라듐은 성질이 매우 유사하기 때문에 선택적으로 위치시키는 것은 매우 어려운 일로 여겨져 왔다. 전남대학교 연구진은 서로 다른 작용기를 포함하는 다리 분자를 디자인하고 이를 이용해서 백금과 팔라듐이 특정 자리에 위치한 새로운 종류의 나선형 초분자(분자의 집합체)의 합성에 성공하여 초분자 나노 소재 설계의 새로운 방향을 제시했다.

전남대학교에 따르면 전남대학교 화학과 이준승 교수와 테사롤로 야코포(Tessarolo Jacopo) 교수는 서로 다른 작용기를 포함하는 다리 분자로부터 높은 대칭성을 가지는 백금, 팔라듐 기반 자기조립 나노구조를 손쉽게 합성하는 새로운 방법을 보고했다.

백금과 팔라듐은 같은 족에 포함되어 있는 원소로 성질이 매우 유사하기 때문에 선택적으로 결합시키기 어렵다고 알려져 있으며, 지금까지 이러한 선택적 결합을 이용한 단일단계 반응은 알려진 적이 없다. 이번 연구에서는 서로 다른 작용기를 포함하는 다리 분자를 이용하여 각도의 조절에 따라서 2차원의 직사각형이나 3차원의 나선형의 팔라듐 분자를 합성할 수 있다는 것을 알아내었다. 뿐만 아니라 이렇게 얻어진 나선형 분자는 키랄성 분자를 포함하고 있지 않음에도 불구하고 키랄성을 가질 수 있는 나선형의 모양임도 밝혀내었다. 이렇게 얻어진 나선형 초분자에 키랄성 분자를 도입하여 키랄성이 유도됨도 확인하였다.

연구진은 나선형 분자의 구조에서 축방향과 적도방향에 위치한 금속 자리가 미세하게 다름을 이용해서 백금과 팔라듐을 각각 축 방향과 적도방향에 위치한 금속자리에 배치시킬 수 있음도 확인하였다. 이 화합물은 단일 단계 반응으로 초분자내에서 팔라듐과 백금을 선택적으로 위치시킨 최초의 사례로, 향후 이종금속 초분자의 합성 디자인에 중요한 방향성을 제시하였다.

이번 연구를 통해서 간단한 다리 분자의 형태 조절만으로도 다양한 분자와 초분자들을 선택적으로 합성할 수 있음을 알 수 있었고, 이렇게 합성된 분자들은 다양한 응용분야에서 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구는 Rishny Moorkkathazhath, 마주원, 나지선, Sain Singh 박사가 함께 참여하여 수행되었으며, 이준승, 테사롤로 교수의 연구재단 과제와 전남대학교 G-LAMP(Global–Local Advanced Materials Program) 프로그램, 전남대 앵커사업단의 지원을 받아 수행됐다.
연구 결과는 2026년 11월 8일 국제 학술지 『Angewandte Chemie International Edition』(IF=17.6) 온라인판에 게재됐으며, 2026년 12월 7일에 정식 출판될 예정이다.

논문 원제: Single-Step Orientational Self-Assembly of Pd Metallacycles and Heterometallic Pd-Pt Helical Cages from Heteroditopic Ligands
논문 링크: http://doi.org/10.1002/anie.2313660