유기·무기·물리화학·재료. 친환경 합성·촉매·약물 개발.
Antioxidants: a comprehensive review
항산화제는 식품 및 의약품의 산화적 변질 방지와 인체 내 산화 스트레스 관련 병리 과정 억제에 중요한 역할을 하여 관심이 증대되고 있습니다. 식물 및 식물 유래 화합물의 항산화 특성을 평가하기 위해서는 항산화 활성 메커니즘과 반응 동역학을 고려한 적절한 방법론이 필수적입니다. 본 연구는 식품 및 인체 건강 분야에서 다양한 시료의 항산화 활성 평가에 사용되는 여러 방법론을 분류하고 심층적으로 논의합니다. 특히, 자가산화 억제 기반 방법은 연쇄 종결형 항산화제에 적합하며, 예방형 항산화제에는 별도의 특정 연구가 필요함을 강조합니다. …
Free radicals and their impact on health and antioxidant defenses: a review
홀전자를 가진 자유 라디칼은 인체 건강에 중요한 고반응성 물질이다. 이는 미토콘드리아 호흡, 면역 세포 활성화 등 내인성 과정과 방사선, 오염, 흡연 등 외인성 요인으로 생성된다. 세포 신호 전달 및 면역 방어 등 특정 생리 과정에 필수적이지만, 과도하게 생성되면 산화제와 항산화제 간의 균형이 깨져 산화 스트레스를 유발한다. 산화 스트레스는 DNA, 단백질, 지질 등 주요 생체 분자를 손상시켜 다양한 질병의 병인에 기여한다. 암, 심혈관 질환, 신경 퇴행성 질환, 염증성 질환 등 만성 질환이 자유 라디칼의 유해한 영향과 밀접하게 …
Computational design of serine hydrolases
복잡한 활성 부위를 가진 다단계 반응 효소 설계는 여전히 난제로 남아있습니다. 본 연구는 세린 가수분해효소를 모델 시스템으로 활용하여, RFdiffusion의 생성 능력과 앙상블 생성 방법을 결합해 반응의 각 단계에서 활성 부위의 사전 조직화를 평가했습니다. 이를 통해 최소한의 활성 부위 정보만으로 효소를 설계하는 새로운 접근법을 제시합니다. 실험적 특성 분석 결과, 설계된 효소는 최대 2.2 × 10^5 M^-1 s^-1의 촉매 효율(kcat/Km)을 보였습니다. 또한, 결정 구조는 설계 모델과 1 옹스트롬 미만의 Cα RMSD…
Click Analytical Chemistry Index as a novel concept and framework, supported with open source software to assess analytical methods
클릭 분석 화학(CAC)은 클릭 화학의 원리에서 영감을 받아 단순성, 효율성, 신뢰성을 강조하는 새로운 접근 방식입니다. 클릭 화학이 합성 방법을 혁신한 것처럼, CAC는 분석 기술의 실용성과 적용 가능성을 향상시키는 데 중점을 두어 분석법 평가를 위한 새로운 관점의 프레임워크를 제공합니다. 본 연구에서는 분석법 평가를 위한 지표이자 소프트웨어 솔루션인 클릭 분석 화학 지수(CACI)를 소개합니다. CACI는 실용적이고 사용자 친화적인 도구로, 오픈 소스 소프트웨어(bit.ly/CACI2025)를 통해 제공됩니다. CACI 시스…
Adsorption and Separation by Flexible MOFs
유연성 금속-유기 골격체(MOF)는 동적인 구조 적응성으로 인해 가스 저장 및 분리 분야에서 독특한 기회를 제공한다. 본 총설은 유연성이 가스 흡착에 미치는 영향을 탐구하며, 가스 흡수율 및 작동 용량 향상에 기여하는 핵심 개념을 강조한다. 특히, 혼합 가스 흡착 및 혼합물 분리 사례를 검토하여 선택적 가스 분리에서의 잠재력을 제시한다. 또한, 단일 가스 등온선 분석 및 흡착 조건이 분리 실험 설계에 미치는 중요성을 논의한다. 위상 전이, 골격-흡착제 및 흡착제-흡착제 상호작용 모니터링을 포함한 첨단 복합 특성화 기술이 유연한 M…
Highly sensitive laser spectroscopy sensing based on a novel four-prong quartz tuning fork
본 연구는 레이저 분광 센싱 성능 향상을 위해 변형 영역 확대, 넓은 갈래 간격, 낮은 공진 주파수를 특징으로 하는 새로운 4갈래 석영 수정 진동자(QTF)를 설계했습니다. QTF 구조 최적화를 위해 이론적 시뮬레이션 모델을 구축했으며, 시뮬레이션 결과는 4갈래 QTF의 우수성을 입증했습니다. 석영 증강 광음향 분광법(QEPAS) 시뮬레이션에서 4갈래 QTF의 최대 응력과 표면 전하 밀도는 표준 2갈래 QTF 대비 각각 11.1배, 15.9배 증가했습니다. 또한, 빛 유도 열탄성 분광법(LITES) 시뮬레이션에서는 4갈래 QTF의…
Red analytical performance index (RAPI) and software: the missing tool for assessing methods in terms of analytical performance
분석 방법의 유효성 검증은 널리 인정되는 표준 절차임에도 불구하고, 모든 유효성 검사 기준을 포괄하는 전반적인 분석 잠재력을 평가하고 비교하는 것은 쉽지 않습니다. 기존의 개별적인 유효성 검사 매개변수 평가는 분석 방법의 종합적인 성능을 직관적으로 파악하기 어렵게 합니다. 본 연구에서는 분석 방법의 종합적인 성능을 정량적으로 평가하고 비교할 수 있는 새로운 도구인 Red Analytical Performance Index (RAPI)와 관련 소프트웨어를 개발했습니다. RAPI는 다양한 유효성 검사 기준을 통합하여 단일 지표로 표현…
The UniProt website API: facilitating programmatic access to protein knowledge
UniProt REST API는 UniProt.org 웹사이트의 기반이자 단백질 지식 데이터에 대한 유연한 프로그래밍 접근을 제공하는 무료 공개 자원이다. 이 API는 UniProtKB, UniRef, UniParc, Proteomes, GeneCentric, ARBA, UniRule 및 ID 매핑 도구를 포함한 핵심 데이터베이스와 지원 데이터 및 통제된 어휘에 대한 접근을 제공한다. 사용자는 선호하는 프로그래밍 언어를 사용하여 API에 접근할 수 있으며, API 문서 페이지에서 다양한 언어로 예제 코드 스니펫을 생성할 수 있다.…
Investigation of Metal-Organic Frameworks (MOFs): Synthesis, Properties, and Applications - An In-Depth Review
금속유기골격체(MOFs)는 구조, 다공성, 기능성을 정밀하게 조절할 수 있는 새로운 결정성 다공성 하이브리드 재료입니다. 넓은 표면적, 정교하게 설계된 기공 구조, 그리고 수열합성, 마이크로파, 전기화학, 기계화학 등 다양한 합성 기술 덕분에 에너지 저장, 가스 분리, 환경 정화, 촉매 작용 등 광범위한 분야에 응용될 수 있습니다. 그러나 불충분한 광촉매 효율, 최적화되지 않은 전자 전도성, 구조적 불안정성 등의 문제가 대규모 응용을 저해하고 있습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 이종원자 도핑, 결함 공학, 하이브리드 복합체 생…
Non-metallic iodine single-atom catalysts with optimized electronic structures for efficient Fenton-like reactions
본 연구는 질소 도핑 탄소(NC) 지지체에 비금속 아이오딘 단일 원자 촉매(I-NC)를 도입하여 펜톤 유사 반응 효율을 극대화하는 방법을 제시합니다. C-I 배위를 통해 질소 인접 탄소의 전자 구조를 최적화함으로써, 과황산염(PMS)에서 활성 부위로의 전자 전달이 촉진됩니다. 이 과정은 탈양성자화를 거쳐 과황산염 라디칼(SO5•−)을 생성하며, 이는 불균등화 반응을 통해 단일항 산소(1O2)로 전환됩니다. I-NC 촉매는 SO5•− 생성의 속도 결정 단계 에너지 장벽을 1.45 eV로 현저히 낮춰, NC 지지체의 1.65 eV 대…
State‐of‐the‐Art, Insights, and Perspectives for MOFs‐Nanocomposites and MOF‐Derived (Nano)Materials
본 연구는 금속유기골격체(MOF) 기반 복합 재료에 대한 포괄적인 검토를 제공한다. MOF 플랫폼에 다양한 2차 구성 요소를 통합함으로써, 기존 단일 재료의 한계를 극복하고 시너지 효과를 창출하여 에너지 및 환경 문제 해결에 기여할 수 있다. MOF 나노복합체는 다양한 현대 및 전통 분야에서 중요한 응용 가능성을 보여왔다. 이 리뷰는 MOF/페로브스카이트, MOF/금속 산화물, MOF/금속 칼코게나이드, MOF/금속 나노입자, MOF/탄소 기반 재료 및 기타 반도체 나노입자와의 복합체를 포함한 광범위한 MOF 기반 나노복합체를 심…
A review on spectral data preprocessing techniques for machine learning and quantitative analysis
분광 기술은 재료 특성 분석에 필수적이지만, 미약한 신호는 환경 노이즈, 장비 오류, 불순물, 산란 효과, 형광 및 우주선과 같은 복사 기반 왜곡에 매우 취약합니다. 이러한 간섭은 측정 정확도를 저하시킬 뿐만 아니라, 인공물 생성 및 특징 추출 편향을 유발하여 머신러닝 기반 분광 분석의 성능을 저해합니다. 본 총설은 우주선 제거, 베이스라인 보정, 산란 보정, 정규화, 필터링 및 스무딩, 스펙트럼 미분, 그리고 3D 상관 분석과 같은 고급 기법을 포함한 주요 분광 전처리 방법들을 체계적으로 평가합니다. 각 기법의 이론적 배경, 성…
Emerging MOFs, COFs, and their derivatives for energy and environmental applications
화석 연료는 에너지 공급과 경제 발전에 필수적이지만, 장기간 사용으로 심각한 환경 오염을 초래했습니다. 이에 따라 고에너지 밀도와 다용성을 갖춘 청정 에너지원 개발 및 수질 오염 해결이 시급한 과제로 부상했습니다. 이러한 문제 해결을 위해 기능성 나노물질의 개발과 최적화가 중요합니다. 금속-유기 골격체(MOF)와 공유-유기 골격체(COF)는 높은 비표면적, 조절 가능한 기공 크기 및 구조, 영구적인 다공성, 맞춤형 기능성을 특징으로 하는 신흥 다공성 물질입니다. 본 연구는 MOF, COF 및 그 파생 물질의 에너지 및 환경 분야 …
Parts-per-quadrillion level gas molecule detection: CO-LITES sensing
고감도 가스 검출은 첨단 과학 및 기술 분야에서 필수적이다. 본 연구는 최초로 사불가(ppq) 수준의 초고감도 광유도 열전 분광법(LITES) 센서를 개발했다. 이 센서는 인공어군 알고리즘으로 설계된 이중 나선형 다중 통과 셀(MPC)과 저공진 주파수(f0)를 갖는 고분자 변형 둥근 머리 석영 진동자(QTF)를 채택하여 가스 흡수 및 QTF의 검출 능력을 향상시켰다. 개발된 MPC는 25.8m의 긴 광학 경로 길이와 165.8ml의 작은 부피를 가지며, 센서의 소형화를 유지하면서 가스 흡수를 증가시키는 데 기여한다. QTF는 구조…
Analytical Green Star Area (AGSA) as a new tool to assess greenness of analytical methods
녹색화학(GC) 및 녹색 분석화학(GAC) 분야는 분석법의 환경 영향을 평가하기 위한 다양한 지표들을 개발해왔습니다. 기존의 Analytical Eco-Scale(AES)은 정량적 평가를 제공하지만 시각적 표현이 부족하고, Green Analytical Procedure Index(GAPI)는 시각적 평가가 가능하나 총점 시스템이 없어 직접적인 비교가 어렵습니다. ModifiedGAPI(MoGAPI)와 ComplexMoGAPI는 총점을 제공하지만 GAC 원칙에 직접적으로 부합하지 않는 한계가 있습니다. Analytical GREEn…
Flash Joule heating for synthesis, upcycling and remediation
산업 전반의 탈탄소화 및 탄소 배출량 저감을 위해 다양한 전기 가열 방식이 개발되고 있습니다. 특히 직접 줄 저항 가열은 에너지 효율이 높은 기술로, 기존의 에너지 및 탄소 집약적인 공정을 대체할 잠재력을 지니고 있습니다. 본 총설에서는 플래시 줄 가열(FJH)의 원리와 다양한 응용 분야를 심층적으로 다룹니다. FJH는 펄스 전류 방전을 이용해 재료를 원하는 온도로 직접적이고 빠르게 가열하는 방식입니다. 이 기술은 3,000°C 이상의 고온, 초당 102°C 이상의 빠른 가열 및 냉각 속도, 밀리초에서 수 초에 이르는 짧은 처리 …
The Cation−π Interaction in Chemistry and Biology
양이온-파이 상호작용은 화학 및 생명 과학 전반에 걸쳐 중요한 비공유 결합력으로 작용합니다. 광범위한 계산 및 기체상 실험 연구를 통해 이 상호작용의 잠재적 강도와 본질이 확립되었습니다. 기존 연구들은 주로 모델 시스템과 다양한 생물학적 사례에 중점을 두었습니다. 본 연구는 기존에 다루었던 영역들을 포함하면서도, 상대적으로 덜 주목받았던 분야들을 강조합니다. 특히 물속에서 알칼리 금속이 보이는 새로운 양이온-파이 결합 능력에 주목했습니다. 또한, 유기 합성 및 화학 생물학 분야에서 양이온-파이 상호작용의 응용 가능성을 탐구합니다…
Introducing the carbon footprint reduction index (CaFRI) as a software-supported tool for greener laboratories in chemical analysis
분석 방법론의 지속가능성을 평가하고 개선하기 위해 웹 기반 도구인 탄소 발자국 저감 지수(CaFRI)가 개발되었습니다. 기존의 친환경성 평가 도구들이 실험실 절차의 탄소 발자국을 구체적으로 다루지 못했던 한계를 극복하고자, CaFRI은 온실가스 배출량 추정에 중점을 둡니다. CaFRI은 에너지 효율과 같은 직접적인 이산화탄소 배출 요인뿐만 아니라 시료 보관, 운송, 폐기물 관리, 시약 사용 등 간접적인 요인들을 종합적으로 고려하여 수치화된 등급을 부여합니다. 이를 통해 탄소 발자국 저감 전략의 효과를 예측하고 표준화된 평가를 제공…
Circularly polarized electroluminescence from chiral supramolecular semiconductor thin films
기존 유기 발광 다이오드(OLED) 기술은 분자 호스트 내 발광 분자를 활용한다. 본 연구는 키랄하게 정렬된 초분자 어셈블리에서 녹색 원편광 발광(CPL)을 구현했으며, 트리아자트럭센(TAT) 시스템에서 24%의 비대칭 인자를 달성했다. TAT는 6개 분자 피치를 갖는 나선 구조로 조립되어, 원자가띠와 전도띠에 각운동량을 부여함으로써 관찰된 CPL을 설명한다. 구조적으로 불일치하는 호스트에 TAT를 게스트로 공동 승화시켜 박막을 제작했다. 이 과정에서 열 유도 나노상 분리를 통해 도펀트와 호스트의 키랄 결정화를 현장에서 달성하면서…
Schiff base COFs for photocatalysis: From fundamentals to applications
쉬프 염기 화학 또는 동적 이민(imine) 화학은 공유 유기 골격(COF) 합성에 광범위하게 활용되고 있습니다. 쉬프 염기 COF는 동적 이민 화학 및 π-공액 구조 덕분에 광촉매 분야에서 매우 매력적인 소재로 주목받고 있습니다. 이들의 광범위한 π-비편재화 및 전자 주개-받개(D-A) 골격은 빛 흡수, 전하 분리 및 전자 수송을 향상시켜 자외선부터 근적외선까지 밴드갭 조절을 가능하게 합니다. 본 총설은 이민, 하이드라존, 아진, β-케토에나민 또는 케토-엔올 연결을 포함하는 쉬프 염기형 COF의 광촉매 효율에 대한 최근 연구 …
