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[IT뉴스]“분자 뼈대에 원자를 끼워 넣는다”…UNIST, 유기반도체 설계 ‘게임체인저’ 합성법

온카뱅크관리자

2026-05-18 10:57:34

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">펜타센 골격에 보론-산소 결합 넣는 반복 합성법 개발<br>분자 길이와 결합 배열 조절 가능한 합성법</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="Xeis0ojJWy">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="f77d0ab163487a4b1bc64cd980ffc8404bc35d37f7a5260321479423395aa717" dmcf-pid="Zws56CvmyT" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="이번 연구에서 개발한 반복 합성 전략의 모식도. 연구그림=UNIST" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202605/18/seouleconomy/20260518105003872wdqn.png" data-org-width="1200" dmcf-mid="HU6jGxd8TW" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202605/18/seouleconomy/20260518105003872wdqn.png" width="658"></p>
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            이번 연구에서 개발한 반복 합성 전략의 모식도. 연구그림=UNIST
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          <p contents-hash="f479fe423688be24d8f258ee4ac2208e1f5a284cbd9ec9407e40044d41af0e3f" dmcf-pid="5rO1PhTsSv" dmcf-ptype="general">국내 연구진이 유기반도체를 구성하는 분자의 뼈대를 근본적으로 재구성할 수 있는 새로운 합성 기술을 고안해 냈다.</p>
          <p contents-hash="bbae3ba1b8bd5718e1418cea80ad9eb7b204a310785eaab85833b716b25b03ca" dmcf-pid="1mItQlyOCS" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST) 화학과 박영석·민승규 교수 공동 연구팀은 유기반도체 물질인 ‘펜타센’의 골격 가장자리에 보론(붕소)과 산소 결합을 연속적으로 삽입하는 독창적인 반복 합성법을 개발했다고 18일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="94f72a7d15f3133f3ec4820ec7a69f059002d16abf14ea6658d466c972372ac2" dmcf-pid="tsCFxSWISl" dmcf-ptype="general">기존의 딱딱한 실리콘 반도체를 대신해 유연하고 가벼운 차세대 디스플레이, 태양전지, 센서 등에 활용되는 유기반도체는 분자의 구조와 원자 배치에 따라 그 특성이 크게 달라진다. 그동안은 탄소 고리로 이뤄진 분자 뼈대 자체에 특정 원소를 원하는 형태로 삽입하기가 까다로워, 주로 골격 외곽에 곁가지를 달거나 다른 작용기를 부착해 성질을 변형시켜 왔다.</p>
          <p contents-hash="8b43f00cc62226fc592b9042f040b182d61cb85b52d5e911438cde1aae3e8cef" dmcf-pid="FOh3MvYCWh" dmcf-ptype="general">하지만 연구팀은 5개의 벤젠고리가 나란히 이어진 펜타센의 뼈대에 산소와 보론 원자를 직접 끼워 넣어 분자 골격 자체를 변형시키는 방식으로 기존의 한계를 극복했다.</p>
          <p contents-hash="ec1c91486e0c1814c6f1ab37d831d7cdbfdc25054b61d1c2ff97aa7b75808c7a" dmcf-pid="3Il0RTGhhC" dmcf-ptype="general">제1저자로 참여한 정성화 박사에 따르면, 이 합성법은 특정 위치에 아이오딘 원자를 추가하는 ‘아이오딘화 반응’과 보론 시약을 연결한 후 고리를 닫는 화학반응을 하나의 주기로 삼는다. 이 주기를 반복 수행해 벤젠고리를 하나씩 확장해 나가면, 최종적으로 펜타센 골격 가장자리에 보론-산소 결합이 연속으로 이어지는 구조를 완성할 수 있다.</p>
          <p contents-hash="bf7c3e22662750de89f495a3ad2e5487e11747ca4040b27ce66cfb22aa13f585" dmcf-pid="0CSpeyHlWI" dmcf-ptype="general">연구진은 이 반복 합성 기술을 적용해 보론과 산소의 결합 위치가 각기 다른 세 가지 종류의 펜타센 유도체를 성공적으로 만들어냈다. 새롭게 합성된 세 물질은 흡수 및 방출하는 빛의 파장이 모두 달랐으며, 흡수한 빛을 다시 빛으로 방출하는 효율인 ‘형광 양자수율’이 전부 0.70을 상회했다. 이처럼 높은 발광 효율은 해당 소재가 향후 고성능 형광 센서, 발광 유기반도체 및 광전자 소재 등으로 폭넓게 응용될 수 있음을 시사한다.</p>
          <p contents-hash="965686c6674b4122da87b7df053d2b67c8d89c5e49ca6d02cff547b7b90306f2" dmcf-pid="phvUdWXSyO" dmcf-ptype="general">박영석 교수는 “이번 연구는 연속적인 보론-산소 결합을 갖는 새로운 아센 유도체를 단계적으로 합성할 수 있는 방법을 제시했다”며 “반복 합성을 통해 원하는 길이와 배열의 분자를 설계할 수 있다는 점에서 유기 반도체 분자의 화학적 다양성을 넓히고, 차세대 유기 반도체 설계·합성 분야 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.</p>
          <p contents-hash="07383ed2dfce98dbb0dd37fc955ae539a41149bb1d91596b92c96c02f673d6d1" dmcf-pid="UlTuJYZvTs" dmcf-ptype="general">한편, 과학기술정보통신부 한국연구재단(NRF)과 산업통상자원부의 지원으로 수행된 이번 연구 결과는 화학 분야 최고 권위의 국제학술지인 ‘앙게반테케미(Angewandte Chemie International Edition)’에 4월 16일 자로 온라인 게재됐다.</p>
          <p contents-hash="0f04b8e5b0e8db89803666d79b31723132dfc7b979795cbacf3aad68aed9a13f" dmcf-pid="u5F4kpztSm" dmcf-ptype="general">울산=장지승 기자 jjs@sedaily.com</p>
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        <p class="" data-translation="true">Copyright © 서울경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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