한국 과학자 두 명의 연구성과가 세계적 과학 주간지인 네이처 31일자에 게재됐다.

핵폭탄의 원료로 쓰이는 플루토늄을 포함한 화합물이 전기를 저항 없이 통과시키는 원리를 분석한 연구와, 이차원 전자분광학을 이용해 광합성 초기에 에너지가 이동하는 경로를 찾아낸 연구결과다.

전남대 물리학과 방윤규 교수는 미국 로스앨러모스국립연구소팀과 공동으로 플루토늄을 포함한 화합물이 절대온도 18.5K에서 초전도현상(영하 100도 이하에서 전기가 저항 없이 통과하는 현상)을 보이는 원리를 규명했다. 지금까지의 연구는 절대온도 2.3K에서의 원리규명이었다. 절대온도 0K는 섭씨 -237도다. 방 교수의 연구로 평균 대기온도(섭씨 25도, 절대온도로는 298K)에서 플루토늄 초전도 현상이 나타나는 원리를 규명하는 데 한발짝 다가섰다. 포항공대 이성익 교수는 “이번 연구는 지난 20년간 미해결 문제로 남아 있는 특정 전자에서의 고온 초전도체를 이해하는 데 중요한 실마리가 될 것”이라고 평가했다.

고려대 다차원분광학연구단의 조민행 교수의 업적도 동시에 게재됐다. 이 연구는 이차원 전자분광학을 이용해 광합성 현상의 초기 에너지 이동경로와 메커니즘을 규명한 것이다. 최근 들어 새로운 연구도구로 각광받고 있는 다차원 분광학을 사용한 것이 큰 진전이라고 네이처는 평가했다. 다차원 분광학을 이용해 종전의 X선 회절법 등으로는 불가능했던 1조분의1초(1피코초) 단위로 식물 광합성 초기의 에너지 이동경로를 밝혀냈다.

다차원 분광학은 여러 색깔의 빛을 쏘여 분자의 구조와 성질을 찾아내는 분석기법이다. 조 교수는 다차원 분광학 중 이차원 분광학을 이용해 광합성 현상을 설명해냈다.

광합성 현상은 햇빛이 식물의 성장을 위한 단백질, 즉 화학에너지로 변하는 현상이다. 방 교수의 이번 연구로 앞으로 단백질 구조, 진동 동력학 등 다양한 자연과학 분야에서도 다차원 분광학이 사용될 수 있는 길이 열렸다.



전경하기자 lark3@seoul.co.kr