우주에는 수십억 개의 화학물질이 존재한다고 알려져 있지만, 지금까지 인간이 특정할 수 있었던 것은 그 중 불과 1%로 생각되어지고 있고, 지금까지 발견되지 않은 새로운 화학물질이, 온실가스 문제의 해결책이 되거나, 페니실린과 같이 의학 분야의 진보를 일으킬 가능성이 기대되고 있어, 새로운 화학물질의 발견을 위해 과학자들은 열심히 연구를 계속하고 있다.
1869년에 러시아 화학자 드미트리 멘델레예프가 원소 주기표를 발명한 이후, 과학자들은 다양한 원자를 발견해 왔는데, 현대에는 핵융합 등을 이용한 물질 탐색이 이루어지고 있으며, 2010년에는 원자번호 117의 합성원소인 테네신이 발견.
그러나, 우주에 존재하는 것은 원자 단체뿐만 아니라, 수소 원자와 산소 원자의 화합물인 물 등 여러 원자가 조합된 다양한 화학물질이 존재하고 있는데, 노팅엄 트렌트 대학의 매튜 애디코트 씨에 따르면, 화학자들은 새로운 화학물질을 만들기 위해 매일 연구를 하고 있다고 한다.
질소(N2)나 산소(O2)와 같은 두 원자로 이루어진 화합물은 "이원자 분자"라고 불리는데, 애디코트 씨에 따르면, 화학자 팀이 하나의 화합물을 만들어내는 데 필요한 시간은 약 1년으로 생각되며, 이론상 6903종이나 되는 분자가 존재하는 두 원자 분자를 모두 만들어내는 데는 엄청난 시간이 걸린다.
또한, H₂0나 C0㎎과 같은 3개의 원자가 합쳐져 형성되는 "삼원자 분자"는 약 160만 종 존재한다고 생각되며, 4원자, 5원자와 원자의 수가 증가함에 따라 지수함수적으로 조합의 수는 증가해 간다. 또한 화합물의 구조나 안정성에 따라서는 탐색이나 제조 공정이 어려워질 수도 있다.
그럼에도, 일부 화학자들은 자연계 규칙으로는 존재할 수 없는 화합물을 만들어내기 위해 노력하고 있으며, 지금까지 심우주 상태를 재현할 수 있는 특수한 실험시설에서 일반적으로 다른 원자와 결합하지 않는 희가스 원자 화합물인 "아르곤 불소 수소화물"을 만들어내는 데 성공.
알려진 화합물에서 미지의 새로운 화합물을 만들어내는 방법으로서, 아디코트씨는 "기존 화합물에 포함된 원자에 변경을 가할 것", "기존 화학반응을 일으킬 때 새로운 원료를 첨가할 것"을 제시. 전자는 알려진 화합물에 대해 원자를 추가하거나 제거하거나 교체하여 화합물의 특성을 조금만 변화시키는 방법인 반면, 후자는 같은 화학반응을 이용하되 최종적으로 생성되는 화합물이 전혀 다를 가능성이 있다고 되어 있다.
그러나, 이러한 수법은 모두 "원래가 된 화합물"이 필요. 따라서 미지수의 화합물을 무에서 작성할 수 없기 때문에, 화학자는 새로운 화합물 발견의 힌트로 자연을 관찰한다고 한다. 영국 세균학자 알렉산더 플레밍은 1928년, 배양접시에 부착된 곰팡이가 박테리아 증식을 막는 현상을 발견. 이후 이 푸른곰팡이가 생산한 화학물질을 "페니실린"이라고 명명했고, 이후 의학 발전에 큰 영향을 주었다.
1945년에는 영국의 화학자 도로시 호지킨이 페니실린의 화학구조를 특정. 페니실린 구조의 일부에는 지금까지 거의 예상되지 않았던 정사각형 모양으로 원자가 배치되는 구조가 있는 것으로 판명되었다. 그러나 페니실린을 인간이 처음부터 만들어내는 것은 어렵다고 알려져 있어, 현대에도 곰팡이 등을 배양하고 추출하는 것이 간단하고 저렴하다고 생각되어지고 있다.
자연계에는 지금까지 인간이 만들어내지 못했던 다양한 화합물이 존재할 가능성이 있으며, 새로운 화합물을 탐구하는 화학자들은 자연계에서 영감을 받아 연구를 수행하고 있다.
