Center for Molecular Spectroscopy and Dynamics

화학과 조민행

센터 포 분자 분광학 및 동력학 연구실은 분자의 구조와 동적 변화를 실시간으로 관찰하는 첨단 분광학 연구를 선도하고 있습니다. 본 연구실은 펨토초 레이저, 다차원 분광학, 광주파수 콤, 라만 분광, 적외선 포토써멀 현미경 등 다양한 초고속 분광 및 이미징 기술을 개발·활용하여, 생체분자와 기능성 소재의 미세구조와 동력학을 나노초, 피코초, 펨토초 단위로 정밀하게 분석합니다. 특히, 다차원 분광학과 펨토초 레이저를 결합한 '분자 모션 픽처' 기술을 통해, 단백질, 핵산, 고분자 등 복잡한 분자의 3차원 구조 변화와 그 시간적 진화를 영화처럼 촬영할 수 있습니다. 이를 통해 단백질의 접힘, 효소 반응, 광합성, 에너지 전달 등 생명현상의 근본 원리를 규명하고, 신약 개발 및 바이오소재 설계에 새로운 패러다임을 제시하고 있습니다. 또한, 본 연구실은 라벨 프리(비표지) 분자 이미징 및 생체분자 관찰 기술 개발에도 앞장서고 있습니다. 간섭-산란 현미경(iSCAT), 적외선 포토써멀 현미경, 라만 분광 이미징 등 다양한 비표지 이미징 기법을 통해, 세포 내 단일 분자 및 나노입자의 실시간 동적 추적, 세포 내 수송 네트워크 분석, 암세포의 대사 변화 관찰 등 다양한 생명현상 연구에 혁신을 가져오고 있습니다. 이와 더불어, 본 연구실은 분광학적 방법론과 이론·계산화학을 융합하여, 분자의 구조-스펙트럼-기능 간의 상관관계를 심층적으로 규명하고 있습니다. 분자 동력학 시뮬레이션, 양자화학 계산, 그래프 이론 등 다양한 계산적 접근을 통해, 실험 결과의 해석과 새로운 분광학적 원리 개발에 기여하고 있습니다. 이러한 연구 성과는 신약 개발, 에너지 소재, 나노기술, 정밀의료, 환경 분석 등 다양한 분야에 응용되고 있으며, 앞으로도 본 연구실은 초고속 분광학과 분자 이미징의 한계를 지속적으로 확장하며, 분자 세계의 미지의 영역을 개척해 나갈 것입니다.