변세진, 남지형, 박상현, 정 인* | 서울대학교 화학생물공학부 교수, inchung@snu.ac.kr 서 론 전세계적으로 에너지 수요가 급격히 증가함에 따라, 인 류는 심각한 환경 위기와 에너지 고갈 문제에 직면해 있다. 현재 생산, 소비되는 에너지의 약 70%가 폐열 형태로 방출 되며 이는 에너지 효율 저하와 온실가스 배출 문제를 동시 에 일으키는 주요 원인이다. 1  이러한 상황에서 효율적인 청 정 에너지 변환 기술의 확보는 인류가 직면한 에너지, 환경 문제를 해결하기 위한 핵심 과제로 주목받고 있다. 열전(thermoelectric, TE) 기술은 고체 물질이 열과 전 기 에너지를 직접 상호 변환하는 독특한 물리적 원리를 바 탕으로, 친환경 에너지 기술 중에서도 경제적, 사회적 파 급효과가 커서 최근 크게 각광 받고 있다. 열전 현상은 온 도차에 의해 전위차가 유도되는 제벡(Seebeck) 효과와, 외부 전류 인가 시 접합부에서 열이 흡수되

동방선 | 서강대학교 화학과 조교수, dongbang@sogang.ac.kr   서 론   유기화학에서 탄소–탄소 결합 형성은 새로운 물질의 구 조와 기능을 설계하는 데 핵심적인 반응이다. 1  특히 평면적 인 C(sp2)–C(sp2) 결합을 넘어 입체적 다양성을 갖춘 C(sp3)–C(sp3) 결합을 구현하는 기술은 현대 합성화학의 가장 흥미 로운 도전 중 하나로 꼽힌다. 의약품, 농약, 기능성 소재 등 실제 응용 분야에서도 C(sp3) 결합은 생체적합성과 물리화 학적 안정성을 동시에 높여주기 때문에, 이를 효율적으로 구축할 수 있는 전략의 중요성은 점점 커지고 있다  2 그러나 기존의 전이금속 촉매 반응들은 대부분 평면적인 sp2 탄소 중심에서 최적화되어 있어, 같은 반응 조건을 적 용하게되면 sp3 중심에서는 산화적 첨가가 느려진다는 점, β-수소 제거(β-hydride elimination) 반응의 가능성, 그 리고 라디칼 부반응 등으로 인해

인류 역사 속에서 시대의 전환을 정의하는 주요한 기준 중 하나는 인류가 사용하는 에너지원 및 이의 전환 방법의 변화라 할 수 있습니다. 예컨대, 산업혁명 시기에는 사람이나 가축에 의존했던 에너지원이 석탄의 사용과 증기기관의 도입으로 대체되었습니다. 이후 석유 및 내연기관, 원자력, 전기의 폭넓은 사용이 현대 문명을 발달시켰습니다. 그러나 최근 인공지능 및 이동 수단 등의 혁신으로 인해 급격히 증가한 에너지 사용량은 기후 위기와 함께 근본적인 에너지원 자체의 확보에 있어 현대 문명의 지속가능성에 대한 관심을 불러일으켰습니다. 따라서 효율적이고 지속 가능한 에너지원의 확보, 저장, 전환 등에 대해 다양한 분야에서의 기술 혁신이 필요합니다. 특히 화학은 가장 근본적인 물질 및 에너지의 분자 수준의 이해를 바탕으로 미래 지속 가능한 에너지 기술에 폭넓은 기여를 할 것이라 기대됩니다.  이러한 배경 아래, 대규모 에너지의 전환 및 저장에 관한 활발한

문준수, 함민경, 권용석  |  성균관대학교 약학과 부교수,  y.kwon@skku.edu 서 론   비카이랄성 출발 물질에서 거울상 이성질체 선택적으로 카이랄성 화합물을 얻기 위해서 가장 효율적이며 고도화되어 있는 기술은 비대칭 촉매를 이용한 합성 기술이다.[참고문헌 1] 비대칭 촉매는 기질과 1차 상호작용을 통해 화학반응의 전 이상태 에너지를 낮추고 반응 속도를 빠르게 하는데, 이때 (R )-생성물의 합성을 위한 전이상태와 (S )-생성물의 합성 을 위한 전이상태의 에너지를 ‘비대칭’적으로 낮추어, 한 가지 거울상 이성질체를 선택적으로 얻을 수 있게 된다. 전 이상태의 에너지를 ‘비대칭’적으로 낮추기 위해 촉매의 비대칭성이 전이상태에 잘 반영되어야 하며, 이를 위해서 많은 경우에 촉매-기질의 2차 상호작용이 중요한 역할을 하게 된다. 구체적으로 수소 결합, 파이-파이 상호작용, 반데 르발스 상호작용, 입체 장애 등이 복합적으로 작용하여 

윤상민, 박주영, 이다혜, 도수희, 김명웅*  |  인하대학교 화학과 교수,  mkim233@inha.ac.kr 서 론   특정 용매에 대한 고분자의 용해도를 이해하고 조절하는 것은 고분자를 활용하는 모든 분야에서 가장 기초적인 기술이며, 광리소그래피(photolithography)와 같은 특정 분 야에서는 핵심적인 원리이다. 일반적으로 두 가지 방법론 이 활용되고 있다. 첫 번째는 고분자가 지닌 기능기를 화학적으로 변화시켜 특정 용매에 대한 용해도를 증가시키거나 감소시키는 것이다. 대표적인 예시로 특정 기능기에 대한 탈보호화 반응을 통한 고분자의 전체적인 극성 변화이다. 두 번째로는 고분자의 분자량을 조절하는 것이다. 고분자 사슬의 분해 반응을 통하여 용해도를 증가시키거나,[참고문헌 1] 반대로, 분자량을 증가시켜 용해도를 감소시킬 수 있다. 이는 고 분자 분해를 통한 화학적 재활용에서, 혹은 화학적 환경에 대한 내성을 향상시키기 위한 화학

이정효  |  한양대학교 화학과 조교수,  jeonghyolee@hanyang.ac.kr 서 론   보이지 않지만 결코 사소하지 않은 힘들이 있다. 유기반응의 전이상태 속에서, 입체장애도, 전자효과도 아닌 또 하나의 미세한 손길이 반응의 향방을 결정짓는다. 바로 파이-파이(π–π) 상호작용이다.[참고문헌 1] 평면 구조를 가진 분자들 사이 에서 형성되는 이 약한 인력은 단순히 분자들이 겹쳐진 구조처럼 보이지만, 그 미세한 배열이야말로 반응의 선택성과 반응성을 좌우하는 핵심 열쇠임이 점차 드러나고 있다. 기존의 유기화학에서는 분자의 물리적 크기를 조절하여 반응 경로를 차단하거나 유도하는 입체장애 전략이 주로 활용되어 왔다.[참고문헌 2] 그러나 자연은 다른 방식으로 문제를 해결해왔다. 효소는 수소 결합, 이온쌍, 그리고 오늘 이야기 할 π–π 상호작용과 같은 다양한 비공유성 상호작용을 정교하게 조합하여, 원하는 반응 경로의 전이상태를 안정화시키고

박준영, 박종민*  |  강원대학교 화학과 부교수,  jpark@kangwon.ac.kr 서 론   2001년 처음 제안된 클릭 화학(click chemistry)은 물에 서도 매우 선택적인 결합을 가능하게 하여, 화학 및 생명과 학 연구 전반에 큰 혁신을 불러일으켰다.[참고문헌 1] 대표적인 클릭 반응으로는 구리(I) 촉매 아자이드-알카인 고리화 첨가 반응 (Copper(I)-catalyzed Azide-Alkyne Cycloaddition, CuAAC), 변형-촉진 아자이드-알카인 고리화 첨가 반응 (Strain-promoted Azide-Alkyne Cycloaddition, SPAAC), 그리고 역-전자요구 디엘스-알더 반응(Inverse-Electron- Demand Diels-Alder, IEDDA) 등이 있다.[참고문헌 2] 이들 반응은 높은 수율과 선택성을 제공하며, 생리적 조건에서도 비특이적 교란을 최소화할 수 있어 오늘날