2026 노벨 화학상, 비선형 효과와 자가촉매로 '한쪽 거울상' 수수께끼를 푼 앙리 카강과 소아이 겐소에게

무슨 일인가

스웨덴 왕립과학원(Royal Swedish Academy of Sciences)은 2026년 10월 7일 노벨 화학상 수상자로 프랑스의 앙리 카강(Henri B. Kagan)과 일본의 소아이 겐소(Kenso Soai)를 선정했다고 발표했다.¹ 수상 이유는 "비대칭 유기 합성에서 비선형 효과와 자가촉매 작용의 발견"이다.¹² 카강은 파리-사클레 대학교(Université Paris-Saclay) 명예교수이고, 소아이는 도쿄이과대학교(Tokyo University of Science) 명예교수다.³⁴ 상금 1,200만 스웨덴 크로나는 두 사람이 절반씩 나눈다.²

카강은 1930년 12월 프랑스 불로뉴비양쿠르에서 태어났고, 소아이는 1950년 히로시마에서 태어났다.³ 발표 당시 카강은 95세, 소아이는 76세였다.⁵⁴ 소아이는 일본인으로는 열 번째 노벨 화학상 수상자다.⁴

거울상 분자와 두 사람의 발견

많은 분자는 왼손과 오른손처럼 서로 겹쳐지지 않는 두 가지 거울상(enantiomer) 형태로 존재한다.¹ 두 거울상은 성질이 크게 다를 수 있어, 의약품에서는 한쪽만 약효를 내고 다른 쪽은 해로운 부작용을 일으키기도 한다.¹ 보통의 화학 반응은 두 거울상을 같은 양으로 만들기 때문에, 한쪽만 골라 만드는 비대칭 합성은 키랄 촉매를 쓴다.¹

카강은 1986년 파리-쉬드 대학교(Université Paris-Sud)에서 세 가지 반응 실험을 통해 비선형 효과를 처음 보였다.¹ 당시 화학자들은 촉매의 거울상 비율이 생성물에 그대로 옮겨진다고 가정했지만, 카강은 생성물의 비율이 촉매의 비율을 넘어설 수 있음을 증명했다.¹ 예를 들어 두 개의 리간드가 금속에 결합하는 촉매에서 거울상 비율이 75 대 25인 경우, 생성물에서는 90 대 10이 되었다.¹ 서로 다른 방향의 리간드가 결합한 촉매가 반응성이 떨어지기 때문에, 같은 방향끼리 결합한 촉매가 우세해지는 원리다.¹²

소아이는 생성물이 자기 자신의 생성을 다시 촉진하는 자가촉매 반응을 설계했다.¹ 1995년 그의 연구팀은 출발 촉매보다 훨씬 높은 거울상 비율로 생성물을 만드는 반응을 보고했는데, 이는 실험실에서 구현된 최초의 비대칭 자가촉매 반응이다.¹ 노벨위원회는 이를 "지금까지 수행된 가장 장관인 화학 실험 중 하나"라고 표현했다.¹ 2003년에는 변형된 반응으로 0.00005%의 미세한 차이에서 출발해 세 차례 반복한 뒤 생성물의 99.5% 이상을 한쪽 거울상으로 채웠다.² 이는 약 63만 배 증폭에 해당한다.¹⁶ 처음 아주 조금 더 많이 만들어진 쪽이 어느 쪽인지에 따라 최종 우세 거울상이 달라졌다.²

왜 중요한가: 생명의 한쪽 선택

생명체의 단백질은 왼손형 아미노산만, DNA는 오른손형 당만 쓴다.¹ 이처럼 생명이 한쪽 거울상만 쓰는 성질을 호모키랄성(homochirality)이라 하며, 초기 지구의 화학 반응이 두 거울상을 같은 양으로 만들었을 텐데 어떻게 한쪽이 지배하게 되었는지가 100년 넘은 수수께끼였다.¹

물리학자 찰스 프랭크(Charles Frank)는 1953년 비대칭 자가촉매가 두 거울상의 혼합물에서 한쪽만 남길 수 있다는 수학적 모형을 제시했다.¹ 교수신문은 이 모형이 비대칭 촉매, 한쪽 생성 강화, 자가촉매라는 세 조건을 요구한다고 설명했다.⁶ 카강과 소아이의 반응은 이 모형을 실험실에서 실현할 길을 열었다.¹

노벨 화학위원회 위원장 하이너 링케(Heiner Linke)는 두 사람이 "단일 키랄성이 어떻게 자발적으로 출현할 수 있는지에 대한 백 년 묵은 화학적 수수께끼를 해결했다"고 말했다.² 위원회 위원 페테르 솜파이(Peter Somfai)는 소아이 반응이 "생물학적 호모키랄성의 기원을 찾는 연구에 활력을 불어넣었다"고 썼다.¹ 위원회는 두 연구가 의약품 제조용 화학 반응을 설계하는 화학자들에게 결정적이었다고 평가했다.²

카강은 2001년 비대칭 촉매 연구로 윌리엄 놀스, 노요리 료지, 배리 샤플리스가 노벨 화학상을 받을 때 제외되어 프랑스 화학계의 반발을 불렀고, 당시 프랑스 과학장관이 노벨 재단과 왕립과학원에 항의 서한을 보낸 바 있다.³ 소아이는 수상 소식을 듣고 "내 인생에서 가장 흥분되는 날 중 하나"라고 말했다.³⁴

남은 물음

노벨위원회 측은 프랭크 모형이 생명 기원의 답 자체는 아니며, 약 35억~40억 년 전 일어난 사건에 대한 여러 가능한 해법 가운데 하나라고 선을 그었다.⁷ 교수신문도 이번 연구가 생명의 기원을 설명하는 최종 답이 아니라 실험적 단서로 평가된다고 전했다.⁶ 서울대 화학부 이동환 교수는 무작위성이 어떻게 완벽한 질서로 이어졌는지 정답을 확인할 수는 없지만, 합성화학을 도구로 이 난제에 접근했다는 데 의미가 있다고 평가했다.⁶ 초기의 미세한 비대칭이 어디서 왔는지는 여전히 열린 질문이다.⁷

참고한 곳

1. Chemistry World, Explainer: what are autocatalysis and non-linear effects and why have they won the 2026 Nobel prize in chemistry? - https://www.chemistryworld.com/news/explainer-what-are-autocatalysis-and-non-linear-effects-and-why-have-they-won-the-2026-nobel-prize-in-chemistry/4024328.article ↩ ↩² ↩³ ↩⁴ ↩⁵ ↩⁶ ↩⁷ ↩⁸ ↩⁹ ↩¹⁰ ↩¹¹ ↩¹² ↩¹³ ↩¹⁴ ↩¹⁵ ↩¹⁶ ↩¹⁷ ↩¹⁸

2. 뉴시스, '작은 차이가 어떻게 한쪽을 지배했나'…100년 화학 수수께끼 풀었다(종합 2보) - https://www.newsis.com/view/NISX20261007_0003818142 ↩ ↩² ↩³ ↩⁴ ↩⁵ ↩⁶ ↩⁷

3. Chemistry World, Meet the two scientists who have just won the 2026 Nobel prize in chemistry - https://www.chemistryworld.com/news/meet-the-two-scientists-who-have-just-won-the-2026-nobel-prize-in-chemistry/4024339.article ↩ ↩² ↩³ ↩⁴

4. nippon.com (Jiji Press), Japan's Kenso Soai Named Co-Winner of 2026 Nobel Prize in Chemistry - https://www.nippon.com/en/news/yjj2026100701005/ ↩ ↩² ↩³ ↩⁴

5. 연합뉴스(중앙일보 전재), 올해 노벨화학상은 유기합성 분야…118회 걸쳐 200명 영예 - https://www.koreadaily.com/article/20261007031937246 ↩

6. 교수신문, 카강·소아이 교수 노벨화학상 수상…생명의 '한쪽 선택' 실마리 찾다 - https://www.kyosu.net/news/articleView.html?idxno=211054 ↩ ↩² ↩³ ↩⁴

7. Chemistry World, The Nobel prize in chemistry 2026 as it happens - https://www.chemistryworld.com/news/the-nobel-prize-in-chemistry-2026-as-it-happens-live/4024303.article ↩ ↩²