양성자빔으로 물질의 수소결합 구조를 바꿔 물질의 성질을 제어할 수 있다는 사실이 국내 연구진에 의해 처음으로 발견됐다. 연구진은 이 기술이 좀 더 발전하면 암세포의 성질을 바꿔 정상세포로 변환시키는 것도 가능할 것으로 전망하고 있다.

고려대 물리학과 이철의 교수팀은 양성자 가속기로 수소결합형 강유전체인 KDP에 양성자빔을 쏘이면 분자 내 수소결합 구조가 변하면서 상전이 온도가 5도 정도 높아지는 것으로 나타났다고 31일 밝혔다. 양성자빔에 의해 물질의 결합 구조가 변하는 현상이 확인된 것은 이번이 처음으로 연구팀은 이 결과를 응용물리학 국제학술지 ‘Applied Physics Letters’에 발표했다.

KDP는 레이저의 광고주파 발생 등에 사용되는 물질로 분자 내 수소를 중수소로 바꾸면 상전이 온도가 상승하는 ‘동위원소 효과’를 보여 학계에서 오랫동안 연구 대상이 돼 왔다.

연구팀은 KDP의 수소결합 중 일부를 중수소로 바꾼 뒤 양성자빔을 쏘이자 무질서한 전극 방향이 한 방향으로 정렬되는 상전이가 일어나는 온도가 절대온도 192K(-90도)에서 187K(-85도)로 높아지는 것을 확인했다. 이 교수는 “수소결합은 암석이나 금속물 외의 대부분 물질에 존재하고 DNA 등 생명체에서도 중요한 역할을 한다.”면서 “양성자빔을 이용한 암세포의 정상세포 변환 등 생명공학 분야에서도 응용될 가능성이 높다.”고 말했다.

박건형기자 kitsch@seoul.co.kr