정광운 교수 연구팀(공과대학 고분자나노공학과, 대학원 나노융합공학과)이 분자들이 스스로 모이는 ‘자기조립’ 과정과 배열을 조절해 빛을 내는 특성을 제어하는 방법을 제시했다. 이번 성과는 정보를 선택적으로 표시하고 읽어내는 광학 암호화 소재 개발에 활용될 것으로 기대된다.
이번 연구는 나노과학, 재료과학 및 첨단 기능성 소재 분야의 연구를 다루는 세계적 학술지 『Small』 게재됐으며, 연구의 학술적 성과를 인정받아 2026년 9월호 표지논문으로 선정됐다.
연구팀은 피렌(pyrene) 기반 액정 분자(Py-LCM)를 설계·합성하고, 분자들이 형성하는 나노구조와 배열이 발광 특성에 미치는 영향을 분석했다. 그 결과, 용액의 극성과 농도에 따라 분자가 모여 배열되는 방식이 달라지고, 이에 따라 서로 다른 발광 특성이 나타나는 것을 확인했다.
고체 상태에서는 분자들의 자기조립 과정과 구조 변화를 분석했다. 이를 통해 분자들이 스스로 모이는 경로를 조절하면 서로 다른 나노구조의 형성을 제어할 수 있음을 밝혔다.
특히 연구팀은 분자들을 특정 방향으로 정렬해 편광 방향에 따라 서로 다른 발광 신호가 나타나는 특성을 구현했다. 이는 빛을 관찰하는 조건에 따라 정보를 선택적으로 드러내거나 판독하는 광학 암호화 소재로 활용할 수 있는 가능성을 보여준다.
이번 연구는 분자 수준의 자기조립과 배열이 나노구조를 형성하고, 나아가 소재 전체의 발광 특성으로 이어지는 관계를 규명했다는 데 의미가 있다. 용액과 고체 상태에서 나타나는 고유한 발광 특성을 기능성 소재 설계에 활용할 수 있는 방향도 제시했다.
이번 연구를 수행한 임민우 박사는 2026년 전북대에서 박사학위를 취득한 뒤 한국과학기술연구원을 거쳐 현재 미국 매사추세츠공과대학교(MIT)에서 박사후연구원으로 연구를 이어가고 있다. 지금까지 SCI 논문 총 28편에 참여했으며, 이 가운데 11편을 주저자로 발표하는 등 고분자·기능성 소재 분야에서 활발한 연구 활동을 펼치고 있다.
한편, 이번 연구는 한국연구재단 한-대만 공동연구사업과 NATO 과학평화안보 프로그램의 지원을 받아 수행됐다.
