KAIST이효철교수 100억분의 1초 간격 촬영 성공

커피 한 잔에도 눈에 보이지는 않지만 수많은 물 분자들과 커피 분자들이 춤추고 있다. 이런 움직임은 작고 매우 빨라서 보통 카메라나 현미경으로 관찰할 수 없다.

국내 연구진이 액체에서 일어나는 분자의 구조 변화를 실시간으로 정확하게 규명하는 데 처음 성공했다.

한국과학기술원(KAIST) 화학과 이효철(李效澈·33·사진) 교수는 “액체에 빛을 쪼인 후 일어나는 복잡한 분자들의 움직임을 100억분의 1초 간격으로 촬영하는 데 성공했다”고 14일 밝혔다.

이번 연구 결과는 미국에서 발행되는 세계적 과학전문지 ‘사이언스’ 온라인판 15일자에 발표됐다.

이 교수팀은 100억분의 1초 간격으로 X선 펄스를 쪼여 에탄올이란 액체에서 특정 물질(C₂H₄I₂)의 분자구조가 바뀌는 과정을 정확히 포착했다.

이 교수는 “X선 펄스가 분자의 움직임을 찍어내는 초고속 분자 캠코더 역할을 한 셈”이라고 설명했다.

그동안 X선 펄스를 이용한 방법은 규칙적인 구조를 갖는 결정(結晶)에만 응용돼 왔는데 연구팀은 1년 이상 끈질긴 반복 실험과 창의적인 분석을 통해 이 방법을 액체에도 적용시키는 데 성공했다.

이 교수는 “처음 논문을 접한 사이언스지의 심사위원들이 기존 상식을 뛰어넘는 실험 결과에 놀라워했다”며 “10억분의 1m 크기인 나노 물질이나 생체 단백질의 미세한 움직임을 알아내는 데 크게 기여할 것”이라고 밝혔다.

이충환 동아사이언스 기자 cosmos@donga.com