성균관대–KAIST–연세대, AI 활용 ‘촉매반응 개발 플랫폼’ 개발

국내 공동연구팀이 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.