유룡 KAIST 교수, 나노 제올라이트 촉매 물질 합성 성공

　국가과학자인 유룡 한국과학기술원(KAIST) 화학과 교수가 세계 최초로 2나노미터(㎚) 극미세 두께의 나노판상형 제올라이트 촉매 물질을 합성하는 데 성공했다.

　제올라이트는 가솔린 생산 등 석유화학산업 전반에 걸쳐 가장 널리 사용되는 촉매다. 이번 물질은 기존의 제올라이트 촉매에 비해 수명이 5배 이상 길어 촉매 교체 주기를 늘릴 수 있어 경제효과가 뛰어난 것으로 평가된다.

　유룡 교수팀은 특수한 계면활성제 분자와 실리카를 조립하는 새로운 방법으로 나노판상형 제올라이트 물질을 합성하는 데 성공했다고 8일 밝혔다.

　이 결과는 세계 최고 권위의 과학저널인 ‘네이처(Nature)지’ 9월 10일자에 게재됐다. 유 교수는 이번 호에 게재되는 논문 중에서 과학적으로 중요하고 세계 과학계에서의 저자 위상도 인정받아 특별히 네이처 기자와의 인터뷰 기사로 소개되는 영예를 얻었다.

　이번에 합성된 제올라이트는 2㎚ 두께의 판상으로, 제올라이트 물질에 대해 이론적으로 예상할 수 있는 최소 두께다. 또 이 물질은 이렇게 얇은 두께임에도 불구하고 섭씨 700도의 고온에서도 높은 안정성을 나타냈다.

　유룡 교수는 “이처럼 극미세 두께의 제올라이트 물질은 분자가 얇은 층을 뚫고 쉽게 확산할 수 있기 때문에 석유화학 공정에서 중질유 성분처럼 부피가 큰 분자를 반응시키는 촉매로 사용될 수 있다”며 “기존 제올라이트 촉매에 비해 수명이 길기 때문에 경제적인 효과가 높다”고 설명했다.

　유 교수팀이 독창적으로 설계한 계면활성제 분자는 머리 부분에 제올라이트 초소형 기공(micropore·2㎚ 이하) 유도체를 포함해 제올라이트 골격을 형성하고 꼬리 부분에 긴 알킬(alkyl) 그룹이 연결돼 소형기공(mesopore·2㎚∼50㎚)을 규칙적으로 배열할 수 있게 했다.

　이번 연구 결과는 앞으로 대체에너지 자원 개발과 녹색성장에 적합한 친환경 고성능 촉매 개발 연구에 직접적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

　 유형준기자 hjyoo@etnews.co.kr