광주과학기술원(GIST)은 학사과정 학생이 제1저자로 주도한 물리화학 분야의 연구 논문이 과학논문 인용색인(SCI) 등재 국제학술지에 게재됐다고 13일 밝혔다.

화학전공 4학년 서지원 씨는 지도교수인 화학과 최준호 교수와 함께 한국연구재단 기초연구사업의 지원을 받아 '혼합물에서 분자들의 분포에 관한 계산 화학적 연구'를 주제로 연구를 진행했다.

학부생 연구프로그램에 참여한 서씨는 물질이 물에 녹을 때 변화하는 용액의 특성에 관한 연구 과정에서 '분자 동역학 모사와 그래프 이론'을 도입해 용질 분자들의 응집 현상에 대한 새로운 가설을 제시했다.

'분자 동역학 모사(Molecular Dynamics Simulations)'는 뉴턴의 운동방정식을 이용해 원자 또는 분자의 행동을 연구하는 이론적인 방법으로, 실험으로는 연구하기 어려운 실시간에서의 물의 수소 결합 구조 및 운동 연구에 폭넓게 사용된다.

어떤 물질이 물에 녹았을 때 물과 잘 섞이는지(혼합성), 혼합물 속 분자들은 어떤 구조로 분포하는지 등을 설명하려는 다양한 시도들이 있었지만, 실험이 어렵고 기본적인 현상조차도 이해하기 쉽지 않은 한계가 있었다.

서씨의 연구는 새로운 측정 방법을 도입해 분자들의 공간적 분포를 수치화해 설명했다는 데 의의가 있다.

기초과학 분야의 난제로 여겨왔던 이온과 삼투 물질이 물의 수소 결합구조와 용액의 특성에 미치는 영향을 이해하는 데 중요한 기여를 할 것으로 기대된다.

또 특정 물질의 추출, 단백질의 용해도와 안정성 증가, 의약 후보 물질의 용해도 증가와 같은 산업적 측면에서의 다양한 응용을 가져올 수 있다.

서씨는 "서로 다른 혼합성을 가진 물질이 물에 녹아있을 때 분자들의 공간적 분포를 정량적으로 설명할 수 있다"며 "삼투 물질, 단백질 등 다양한 분자들이 물에 녹아있을 때 물의 구조와 분자의 분포에 미치는 영향에 관한 연구로 확장되길 바란다"고 말했다.