섬유화학 산업에서 촉매제로 많이 사용하는 제올라이트를 합성하는 과정에서 품질저하의 원인이 되는 결정변형이 일어나는 원인을 국내 연구진이 밝혀냈다. 서강대학교 물리학과 김현정 교수팀의 차원석 박사과정 연구원(제1저자) 등이 제올라이트의 결정변형 원인을 밝혀내 이 연구 결과를 재료분야에서 권위를 인정받는 `네이처 머티리얼즈`(Nature Materials) 온라인판에 발표했다.
제올라이트는 실리카와 알루미늄, 산소 원자로 이뤄진 결정성 광물로, 분자가 드나들 수 있는 0.3~1nm(나노미터) 크기의 나노기공이 규칙적으로 배열돼 섬유화학산업에서 촉매제로 널리 사용된다. 그러나 외부 조건에 의해 스트레인이 형성되면 기공의 크기가 변하고 배열도 어그러져 촉매제로서의 효율이 떨어진다.
연구팀은 기존의 `결맞는 X선 회절법`을 개량한 방식으로 제올라이트 결정의 모양을 얻는 동시에 결정 내부의 격자변형 정도를 0.01nm 해상도로 원자수준까지 측정하는 데 성공했다. 김 교수는 “이번 연구결과는 제올라이트의 합성·제조 과정과 촉매와 같은 응용과정에서 효율을 높이는 데 매우 중요한 정보를 제공하게 될 것으로 기대한다”고 말했다.
류경동기자 ninano@etnews.com
