[연구자 요약] 김기문 교수는 초분자화학, 재료화학, 무기화학, 나노화학 분야의 세계적 석학으로서 IBS 자기조립 및 복합성 연구단 단장을 맡고 있습니다. 분자 간의 비공유 결합 상호작용을 통해 스스로 정교한 구조를 형성하는 자기조립 현상을 심층적으로 연구하며, 이를 기반으로 새로운 기능성 물질을 설계하고 합성하는 데 주력하고 있습니다. 특히, 자기조립 원리를 이용한 나노물질 및 다공성 소재 개발을 통해 촉매, 에너지 저장, 약물 전달 시스템 등 다양한 응용 분야에서 혁신적인 연구 성과를 창출하고 있습니다. 이처럼 기초과학의 심도 깊은 탐구를 통해 미래 신소재 개발과 인류 삶의 질 향상에 기여하고 있습니다.

직책

연구단장

소속 기관

기초과학연구원 (복잡계 자기조립 연구단)

연구 분야

초분자화학 및 자기조립 현상 연구: 김기문 교수는 분자 간의 비공유 결합 상호작용을 통해 스스로 정교한 구조를 형성하는 '자기조립' 현상을 심층적으로 연구하는 세계적 석학입니다. 특히, 호박 모양의 거대 고리 분자인 '큐커비투릴' 계열의 발견과 이들의 놀라운 분자 인식 특성 연구를 선도하고 있습니다. 큐커비투릴 내부에 작은 분자를 가두거나 방출하는 '분자 술통(molecule barrel)' 연구는 JACS에 게재되고 미국화학회 C&EN에 소개되는 등 큰 주목을 받았습니다. 다양한 큐커비투릴 동족체 합성과 구조 규명은 초분자화학 분야의 획기적인 연구로 평가받으며 미국 물질 특허를 취득했습니다. 이러한 기초 연구는 분자 수준에서 물질을 제어하고 설계하는 능력을 제공하며, 새로운 화학 반응 및 상호작용 원리를 탐구하는 데 핵심적인 기여를 하고 있습니다., 기능성 나노물질 및 다공성 소재 개발: 본 연구는 자기조립 원리를 기반으로 새로운 기능성 나노물질 및 다공성 소재를 설계하고 합성하는 데 주력합니다. 김기문 교수는 규칙적인 미세 카이랄 기공을 갖는 금속유기 다공성 물질(MOF)인 'POST-1'을 개발하여 2000년 Nature에 발표했습니다. 이 물질은 이성질체 분리 및 선택적 합성에 활용될 수 있는 최초의 카이랄 다공성 결정 물질로, 의약품 개발에 중요한 역할을 합니다. 이 논문은 3700회 이상 인용되었으며 Nature 선정 '가장 주목할 만한 연구'에 포함되었습니다. 또한, 큐커비투릴 기반 나노캡슐, 바이오센서, 이산화탄소 흡착물질 개발 연구를 통해 촉매, 에너지 저장, 약물 전달 시스템 등 다양한 응용 분야에서 혁신적인 성과를 창출하고 있습니다. 이러한 연구는 미래 신소재 개발과 산업 발전에 기여할 잠재력이 매우 큽니다., 초분자 기반 바이오메디컬 응용 기술: 김기문 교수는 초분자화학 연구를 통해 생체 내 복잡한 현상을 제어하고 바이오메디컬 분야에 응용할 수 있는 혁신적인 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 큐커비투릴과 아다만탄 분자의 강력한 결합력을 활용하여 특정 단백질만 고순도로 분리·정제할 수 있는 '단백질 낚시법'을 개발했습니다. 이 기술은 약물 부작용이 최소화된 신약 개발에 기여할 것으로 기대되며, Nature Biomedical Engineering (2020)에 게재되었습니다. 또한, 세포 내 소기관 간의 소통에 관여하는 단백질을 분리하고 식별하는 방법 개발 (Nature Communications, 2024) 등 생체 내 분자 상호작용 연구를 통해 질병 진단 및 치료에 새로운 방향을 제시하고 있습니다. IBS 복잡계 자기조립 연구단에서는 쿠커비투릴 기초 연구를 기반으로 바이오 분야에서 유용하게 쓸 수 있는 새로운 도구(tool) 개발에 집중하며 인류 삶의 질 향상에 기여하고 있습니다.

키워드

무기화학, 복잡계, 화학연구, 초분자화학, 기초과학, POSTECH, 연구단, 재료화학, 자기조립, 신소재, 과학기술, 융합연구, IBS, 나노화학, 화학, 초분자화학 및 자기조립 현상 연구, 김기문 교수는 분자 간의 비공유 결합 상호작용을 통해 스스로 정교한 구조를 형성하는 '자기조립' 현상을 심층적으로 연구하는 세계적 석학입니다. 특히, 호박 모양의 거대 고리 분자인 '큐커비투릴' 계열의 발견과 이들의 놀라운 분자 인식 특성 연구를 선도하고 있습니다. 큐커비투릴 내부에 작은 분자를 가두거나 방출하는 '분자 술통(molecule barrel)' 연구는 JACS에 게재되고 미국화학회 C&EN에 소개되는 등 큰 주목을 받았습니다. 다양한 큐커비투릴 동족체 합성과 구조 규명은 초분자화학 분야의 획기적인 연구로 평가받으며 미국 물질 특허를 취득했습니다. 이러한 기초 연구는 분자 수준에서 물질을 제어하고 설계하는 능력을 제공하며, 새로운 화학 반응 및 상호작용 원리를 탐구하는 데 핵심적인 기여를 하고 있습니다., 기능성 나노물질 및 다공성 소재 개발, 본 연구는 자기조립 원리를 기반으로 새로운 기능성 나노물질 및 다공성 소재를 설계하고 합성하는 데 주력합니다. 김기문 교수는 규칙적인 미세 카이랄 기공을 갖는 금속유기 다공성 물질(MOF)인 'POST-1'을 개발하여 2000년 Nature에 발표했습니다. 이 물질은 이성질체 분리 및 선택적 합성에 활용될 수 있는 최초의 카이랄 다공성 결정 물질로, 의약품 개발에 중요한 역할을 합니다. 이 논문은 3700회 이상 인용되었으며 Nature 선정 '가장 주목할 만한 연구'에 포함되었습니다. 또한, 큐커비투릴 기반 나노캡슐, 바이오센서, 이산화탄소 흡착물질 개발 연구를 통해 촉매, 에너지 저장, 약물 전달 시스템 등 다양한 응용 분야에서 혁신적인 성과를 창출하고 있습니다. 이러한 연구는 미래 신소재 개발과 산업 발전에 기여할 잠재력이 매우 큽니다., 초분자 기반 바이오메디컬 응용 기술, 김기문 교수는 초분자화학 연구를 통해 생체 내 복잡한 현상을 제어하고 바이오메디컬 분야에 응용할 수 있는 혁신적인 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 큐커비투릴과 아다만탄 분자의 강력한 결합력을 활용하여 특정 단백질만 고순도로 분리·정제할 수 있는 '단백질 낚시법'을 개발했습니다. 이 기술은 약물 부작용이 최소화된 신약 개발에 기여할 것으로 기대되며, Nature Biomedical Engineering (2020)에 게재되었습니다. 또한, 세포 내 소기관 간의 소통에 관여하는 단백질을 분리하고 식별하는 방법 개발 (Nature Communications, 2024) 등 생체 내 분자 상호작용 연구를 통해 질병 진단 및 치료에 새로운 방향을 제시하고 있습니다. IBS 복잡계 자기조립 연구단에서는 쿠커비투릴 기초 연구를 기반으로 바이오 분야에서 유용하게 쓸 수 있는 새로운 도구(tool) 개발에 집중하며 인류 삶의 질 향상에 기여하고 있습니다.