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● 일본 이화학연구소(RIKEN) 창발물성과학연구센터 도쿄대학교 대학원 화학생명공학전공 공동 연구그룹이 카테난(catenane) 분자를 3차원으로 정밀하게 배열하여 외부에서 가해지는 힘에 반응하는 부드러운 결정을 개발하는 데 성공

● 연구진은 두 개의 고리 모양 분자가 사슬 형태로 연결된 카테난 분자와 코발트 이온(Co2+)을 용매 중에서 가열하여 카테난 분자가 배위 결합에 의해 3차원적으로 배열된 결정을 제작

● 단결정 X선 구조분석을 이용하여 결정 구조를 조사한 결과, 결정의 90% 이상이 카테난 분자로부터 생겨났으며 다수의 미세한 구멍이 있는 구조를 하고 있고 온도 변화에 따라 구조를 바꾼다는 점 등을 확인

● 또한 외부에서 힘을 가해지면 형태가 변하며 힘을 제거하면 원래의 형태로 돌아가기 때문에 결정이면서 마치 고무 같은 성질을 나타낸다는 것도 규명

● 본 연구 성과는 손가락으로 집고 떼는 동작을 통해 이산화탄소 등의 기체 분자를 흡·탈착할 수 있는 혁신적인 다공성 재료의 응용 등으로 이어질 것으로 기대 

※ Nature 게재(2021.10.13), “An elastic metal-organic crystal with a densely catenated backbone”