“DNA가 촉매 성능 프로그래밍” KAIST, DNA 염기서열 설계만으로 촉매 성능↑ 작성일 06-07 26 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="QHTL2H3GDl"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="8da95c80423f2fe370163e74bd569b57b4ea8c6f9bea82f28bdb6c365af2f723" dmcf-pid="xXyoVX0HIh" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="연구 개요(AI 생성 이미지)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202606/07/etimesi/20260607120330789jtdm.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="6EO1Odaesv" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202606/07/etimesi/20260607120330789jtdm.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 연구 개요(AI 생성 이미지) </figcaption> </figure> <p contents-hash="87dbfa5e5d8234d15728ba31eeadb5ee291e1fae3ce7aff83b5127406b5b15a9" dmcf-pid="yJxtIJNdDC" dmcf-ptype="general">한국과학기술원(KAIST·총장 이광형) 연구진이 DNA 염기서열 설계로 촉매 주변 화학 환경을 나노미터(㎚) 수준에서 조절하는 기술을 개발했다. DNA를 설계해 수소 생산 효율과 원하는 화학물질 생성량을 높일 수 있는 새로운 촉매 플랫폼을 제시했다.</p> <p contents-hash="5eb6a4cf21378d87d1c66183d062d6b3772ed6710e49777685656f9753465a4b" dmcf-pid="WiMFCijJEI" dmcf-ptype="general">KAIST는 박지민 생명화학공학과 교수팀이 금 나노입자 촉매 표면에 '단일가닥 DNA(한 줄로 이뤄진 유연한 DNA 분자)'를 입혀 촉매 주변 미세 화학 환경을 정밀 제어하는 원천기술을 개발했다고 7일 밝혔다.</p> <p contents-hash="c3cd9d732a588543964f73c0f4052dfccd31fe83d6a2429aab3347b5f38ba877" dmcf-pid="YnR3hnAiIO" dmcf-ptype="general">수소 생산이나 친환경 화학제품 제조에 활용되는 전기화학 반응에서는 촉매 뿐 아니라 주변 산도와 이온 분포 같은 국소 반응 환경이 성능을 좌우한다. 기존에는 특수 고분자 코팅재로 이를 조절해 왔는데, ㎚ 수준에서 내부 구조를 정밀 설계하기 어려웠다.</p> <p contents-hash="81f571a9519537d001669ec5924ccfaf64ab26325f30cdf8e034f2028eeed36a" dmcf-pid="GLe0lLcnDs" dmcf-ptype="general">연구팀은 '단일가닥 DNA'에 주목했다. DNA는 음전하를 띠고 있어 주변 이온 이동에 영향을 줄 수 있으며, 길이·염기서열을 자유롭게 설계할 수 있다. 특히 염기서열을 바꾸면 DNA 내 네트워크 구조를 정밀 조절할 수 있어 촉매 표면에 맞춤형 나노 코팅층을 구현할 수 있다.</p> <p contents-hash="7655862b6feb031d3ca8ef9fe5e92115e14add8678ba941464ebc7816a33ea01" dmcf-pid="HodpSokLDm" dmcf-ptype="general">연구팀은 금 나노입자 표면에 다양한 염기서열의 DNA를 결합한 뒤 전기화학 반응을 분석했다. 그 결과 촉매 성능을 결정하는 핵심 요소가 단순한 코팅층 두께가 아니라 DNA 염기서열에 따라 형성되는 내부 네트워크 구조라는 사실을 밝혀냈다.<br></p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="4eb3e6de3662e7370fd76b543445f0a1905a92fba9f775fe5920e09f3735e9ef" dmcf-pid="XgJUvgEoOr" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="단일가닥 DNA 층을 이용한 촉매 계면 미세환경 조절 모식도" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202606/07/etimesi/20260607120332056fdoq.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="PUvn9GFYrS" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202606/07/etimesi/20260607120332056fdoq.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 단일가닥 DNA 층을 이용한 촉매 계면 미세환경 조절 모식도 </figcaption> </figure> <p contents-hash="66edcccd784e39d73b4e93a69e12f3597c794c146026cf1683e9abe9ac7c1cf8" dmcf-pid="Z73rd72uEw" dmcf-ptype="general">같은 두께 코팅층이라도 DNA 내부 구조가 어떻게 짜여 있느냐에 따라 반응에 필요한 이온들의 이동 경로가 달라질 수 있음을 의미한다.</p> <p contents-hash="c0f149945cebdf0029be665293ef3c5efcb09943d0900a32afb62418f7af8c37" dmcf-pid="5z0mJzV7sD" dmcf-ptype="general">또 실시간 표면증강라만분광법(레이저를 이용해 분자 화학 상태를 실시간 분석하는 기술)으로 반응 과정을 관찰한 결과, DNA 층이 수산화 이온 이동을 조절해 촉매 주변 국소 산도를 변화시키는 기능성 계면층으로 작동함을 확인했다.</p> <p contents-hash="816cea9279bb1254366506ba919bbb7c47a868c61c3f78501c53c1547f69bb90" dmcf-pid="1qpsiqfzDE" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 기술을 수소 발생 반응과 글리세롤 산화 반응(바이오디젤 생산 과정에서 나오는 글리세롤을 고부가가치 화학물질로 전환하는 반응)에 적용했다. 그 결과 DNA 염기서열에 따라 수소 생산 효율이 크게 달라졌으며, 화장품·의약품 원료로 활용되는 글리세르산 생성 선택도 또한 향상됐다.</p> <p contents-hash="b6528f141619d3589bce2e367f863bcdbf12ab5875e134c1a7a1c7a9f89efde7" dmcf-pid="tBUOnB4qIk" dmcf-ptype="general">박지민 교수는 “이번 연구는 DNA가 유전정보 저장체가 아닌 전기화학 반응을 제어하는 정밀 나노소재로 활용될 수 있음을 보여준 사례”라며 “DNA 서열 설계를 통해 촉매 표면의 산도와 이온 이동을 조절함으로써 향후 수소 생산과 바이오매스 전환 등 탄소중립 기술 전반에 폭넓게 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.</p> <p contents-hash="a7132e7d02bca6836e3d5830097fb042cc59629b7415ccd478ed6dbc4ba752aa" dmcf-pid="FbuILb8BIc" dmcf-ptype="general">이번 연구는 KAIST 생명화학공학과의 오상연·이태경 박사과정생이 공동 제1 저자로 참여했으며, 박지민 교수가 교신저자로 참여했다. 연구 결과는 '미국화학회지'에 5일 자 게재됐다.</p> <p contents-hash="ce3ca4163f3c33b2ac48e80529fe111f0f14592fac9f4a1931d7ec8e4ff5e758" dmcf-pid="3K7CoK6bIA" dmcf-ptype="general">김영준 기자 kyj85@etnews.com</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 전자신문. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 "클라우드 비용 부담 끝낸다"…시놀로지, 韓 기업시장 정조준(인터뷰) 06-07 다음 글로벌 AI 견고성 인증에 씽크포비엘 기술 쓰인다 06-07 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
