전한솔, 임도현, 김효연* | 서울시립대학교 융합응용화학과 조교수, xjin@uos.ac.kr   서 론 암모니아는 화학 비료의 핵심적인 원료이며 실제로 생산되는 암모니아의 대부분은 농업 분야에서 직간접적으로 소비된다. 1909년에 이루어진 하버-보슈(Haber-Bosch Process) 합성법의 개발은 암모니아의 대량생산을 가능케 하였으며 이는 인류를 기아에서 해방시킨 중대한 성취로 화학이 인류에 기여한 가장 큰 공헌의 하나로 여겨지고 있다. 그러나 하버-보슈 공정은 에너지 집약적이며 생산 과정에서 온실가스인 이산화탄소를 대량으로 발생시킨다는 문제점을 가지고 있다. 21세기에 들어서며 온실가스 배출량 증가로 인한 이상기후 발생 빈도 증가 및 식량 부족 등 지구온 난화 문제가 대두되며, 각 산업 분야에서 탄소중립 실현을 위한 온실가스 배출량의 감축이 강력히 요구되고 있다. 이에 따라, 하버-보슈 공정을 대체할 친환경적이고 지속 가능한 암모니아

지상민, 고혜란* | 중앙대학교 화학과 부교수, hrkoh@cau.ac.kr   서 론   생체분자는 고유한 3차원 구조를 기반으로 기능을 수행하며, 구조 변화는 기능 상실뿐 아니라 효소 활성, 신호전달, 단백질 상호작용 등 생체 내 조절 메커니즘 전반에 직접적인 영향을 미친다. 따라서 구조 변화의 정밀한 이해는 질병의 작동 원리와 세포 시스템의 동적 조절 과정을 규명하는 데 필수적이다. 그러나 대부분의 생체분자는 수 나노미터 크기이며, 전이 상태나 반응중간체처럼 매우 짧은 시간 동안만 존재하는 구조는 기존의 결정학, NMR, Cryo-EM 등과 같은 정적 구조 분석 기법만으로는 충분히 포착하기 어렵다. 생체 원자힘현미경(Bio-AFM)과 같이 동적 관찰이 가능한 기술도 존재하지만, 공간 분해능의 한계로 인해 고해상도 구조 규명에는 제약이 따른다.[참고문헌 1] 이러한 상보적 한계를 극복하기 위한 접근으로 단분자 형광 공명 에너지 전달(

동방선 | 서강대학교 화학과 조교수, dongbang@sogang.ac.kr   서 론   유기화학에서 탄소–탄소 결합 형성은 새로운 물질의 구조와 기능을 설계하는 데 핵심적인 반응이다.[참고문헌 1] 특히 평면적인 C(sp2)–C(sp2) 결합을 넘어 입체적 다양성을 갖춘 C(sp3)–C(sp3) 결합을 구현하는 기술은 현대 합성화학의 가장 흥미로운 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.[참고문헌 2] 그러나 기존의 전이금속 촉매 반응들은 대부분 평면적인 sp2 탄소 중심에서 최적화되어 있어, 같은 반응 조건을 적용하게되면 sp3 중심에서는 산화적 첨가가 느려진다는 점, β-수소 제거(β-hydride elimination) 반응의 가능성, 그리고 라

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

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

강명수, 김인호, 김민규* | 인하대학교 화학과, 조교수, minkyu.kim@inha.ac.kr 서 론   리튬이온전지(Lithium-ion batteries, LIBs)는 전자기기, 전기차(EV), 에너지 저장 시스템(ESS) 등 다양한 분야에서 핵심 전력원으로 사용되고 있다. 차세대 응용에서는 높은 에너지 밀도, 빠른 충전 속도, 긴 수명, 그리고 안정성을 동시 에 달성해야 한다.[참고문헌 1] 최근 연구에서는 두 가지 이상의 활물질을 혼합한 composite 또는 blended 형태의 복합 전극이 주목받고 있다.[참고문헌2, 3] 서로 다른 재료를 전극 내에 혼합하면 단일 재료 전극에서는 드러나지 않던 새로운 반응 경로와 상호작용이 나타날 수 있다. 이러한 상호작용은 전지의 효율과 수명 향상에 기여 할 수 있지만, 역으로 반응이 특정 상에 과도하게 집중되거나 전위–전류 분포가 불균일해져 분극과 열화를 가속할 위험도 존재한다. 따

권채연, 이동현, 이소현, 홍영현*  |  서강대학교 화학과 조교수,  yhhong@sogang.ac.kr 서 론   에너지 연구 분야에서 태양광 에너지를 지속 가능한 화학 연료로 전환하는 기술은 여전히 해결이 시급한 핵심 과제로,...

지수현, 한서정* | 서강대학교 화학과 조교수, sjhan@sogang.ac.kr   서 론 유기인(organophosphorus) 화합물은 의약품, 농약, 재료, 촉매 등 다양한 분야에서 핵심 구조로 활용되고 있다. 특 히,...