나노기술 및 정책 정보

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나라첨단과학기술대학원대학(NAIST) 첨단 과학 기술 연구과 물질창성과학영역바이오미메틱분자과학연구소가 공동 연구를 통해 인접하게 배치된 2개의 기어 모양의 분자가 실제 톱니바퀴처럼 서로 맞물려 반대 방향으로 회전하는 것을 발견함.

이번 발견은 분자 같은 매우 작은 구조에서도 회전 운동이 실제 기계와 같은 구조로 전달되는 동작을 관찰한 최초 사례로, 연구진은 금속 기판 상에 서로 반대 방향으로 비틀린 프로펠러를 갖는 두 분자 모터를, 양쪽 프로펠러 톱니바퀴가 맞물리도록 배치하고 하나의 분자를 회전시켜 이와 맞물리는 다른 분자가 반대 방향으로 회전하는 것을 STM (주사터널현미경)으로 확인함. 분자 모터는 직경이 약 2nm로 몸통부와 상단에 위치한 회전부로 구성되어 있으며, 몸통부는 cyclopentadienyl을 중심으로 그 주위에 5개의 p-bromophenylene를 더한 구조임. 향후 연구를 확장해 나가면 여러 종류의 분자 기계가 협동으로 작동하는 분자 시스템의 구축이 가능해질 것으로 기대되며, 이러한 분자 시스템은 나노 크기의 물질 수송 정보와 에너지의 전달이 가능한 나노 디바이스로 이용될 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 Nature Communications 에 게재됨