제올라이트 정렬 손으로 한다

　사람이 손으로 100만분의 1ｍ 크기의 벽돌을 가지런히 정렬할 수 있다는 놀라운 사실이 국내 화학자에 의해 발견됐다.

　서강대 화학과 윤경병(51) 교수는 최근 작성한 논문 ‘손으로 마이크로 결정 단층막 만들기(Manual Assembly of Microcrystal Monolayers on Substrates)’가 세계 최고 권위의 화학전문지 ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie)’ 5월호에 실렸다.

　화학 분야에서 피인용 지수(impact factor) 9.5로 최고 권위를 인정받는 독일의 화학전문 종합학술지인 앙게반테 케미(응용 화학)는 “급격히 발전하는 분야의 최신 관심사”라며 윤 교수의 논문을 화제의 논문(핫 페이퍼)으로 꼽았다.

　윤 교수는 0.5∼3㎛(마이크로미터) 크기의 제올라이트(zeolite) 결정을 유리판에 올려놓고 손가락으로 문지르면 타일을 벽에 붙여놓은 듯이 단층으로 정렬된다는 사실을 발견했다. 제올라이트는 연탄처럼 생긴 결정으로 나노 입자가 삽입될 수 있는 100만여개의 구멍(나노채널)이 있어 건축자재, 흡착제, 탈수제, 토질개선제, 이온교환제, 사료첨가제, 촉매 등 다양한 용도로 쓰인다. 앙게반테 케미는 윤 교수의 논문을 일반인이 새로 알아야 할 획기적인 발견이자 새로운 상식으로 설명하며 이례적으로 ‘일반인을 위한 보도자료’까지 따로 만들어 배포했다.

　윤 교수는 화학적으로 제올라이트 단층막을 만드는 것은 이미 수 년 전에 발견했지만 손으로 문지르는 물리적 방법으로 더 촘촘하고 잘 정렬된 단층막을 만들 수 있다는 사실은 다소 충격적으로 받아들여진다고 말했다.

　윤 교수는 “제올라이트 뿐 아니라 모든 미세결정을 손가락으로 10초 정도 문지르면 물체를 단층막으로 코팅할 수 있다”며 “인간의 손으로 깔 수 있는 벽돌의 크기가 1만분의 1㎝까지 줄었다는 개념의 변화에 의미가 있다”고 설명했다.

　윤 교수는 이 같은 단순한 사실이 지금까지 발견되지 않은 데 대해 “제자들에게 시켜보고 관찰하다가 우연히 알게 됐다”며 “‘화학쟁이’가 화학으로 해결하려고 했지 손으로 해결할 생각은 못했다”고 말했다. 제올라이트를 첨단소재로 개발하는 데 세계적 권위를 인정받고 있는 윤 교수는 이번 발견을 토대로 섬유, 화장품 용기 등을 제올라이트로 코팅해 실용화할 계획이다.

　윤 교수는 “제올라이트 구멍에 항균 효과를 내는 은이온을 넣어 수건, 커튼, 옷 등에 단층막을 입히면 훌륭한 병원 용품을 만들 수 있고 화장품 용기를 코팅하면 방부제를 전혀 쓰지 않는 화장품이 나오게 된다”고 말했다.

　그는 “형광물질을 넣은 제올라이트를 코팅하면 더 효율적인 교통사고 방지용 옷을 만들 수 있고 ‘붉은악마’도 더 멋진 응원복을 가질 수 있다”고 전했다.