국내 공동팀이 인공지능(AI)를 활용해 ‘초고효율 촉매반응 개발 플랫폼’을 구축했다.
성균관대는 류도현 성균관대 화학과 교수 연구팀과 김현우 KAIST 교수팀, 허준석 연세대 교수가팀이 ‘초고효율 촉매반응 개발 플랫폼’을 통해 다양한 물질(기질)에 적용할 수 있으면서도 높은 선택성을 보이는 새로운 비대칭 촉매반응을 개발했다고 14일 밝혔다.
기존의 촉매반응 연구는 보통 한 가지 물질에만 맞춰 초기 반응 조건을 조정하기 때문에, 다른 물질에는 잘 적용되지 않는 한계가 있었다. 이번 연구에서는 여러 물질을 동시에 실험해 데이터를 빠르게 얻고, 그 결과를 AI 학습해 가장 적합한 촉매를 찾아내는 방식을 도입했다. 이를 통해 기존보다 훨씬 빠르고 정확하게 ‘다양한 물질에도 통하는 촉매’를 설계할 수 있었다.
연구팀은 혼합된 시료를 분석해 실험 속도를 기존보다 약 8배 높였고, 총 31종의 촉매를 8종의 기질에 대해 시험해 반응 경향을 정밀하게 분석했다. 이렇게 얻은 대량의 실험 데이터를 AI가 학습해, 복잡한 계산 없이도 어떤 촉매가 특정 물질에 가장 잘 맞는지를 예측할 수 있게 했다.
이 기술로 만들어진 ‘카이랄 α-실릴옥시케톤’은 항우울제 등 고부가가치 의약품 및 천연물 합성에 중요한 중간물질로 활용될 수 있다.
류도현 성균관대 교수는 “이번 연구는 실험 중심이던 기존 촉매 연구 방식을 AI와 결합해 한 단계 발전시킨 사례”라며, “이 기술은 앞으로 더 복잡한 반응 개발이나 신약·소재 합성에도 폭넓게 응용될 수 있을 것”이라고 말했다.
연구 결과는 화학 분야의 세계적 권위 학술지 ‘Angewandte Chemie International Edition’에 핫 페이퍼로 선정돼 게재됐다.