최원영 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 교수팀이 나노 다공성 물질의 내부 구조를 쉽게 설계할 수 있는 `다공성 금속-유기 골격체(MOF) 합성 기술`을 개발했다. 촉매나 기체 저장, 약물 전달 등에서 유용하게 쓰일 것으로 전망된다.
다공성 물질은 표면적이 넓어 화학반응을 촉진하기 때문에 촉매나 기체 포집물질 등으로 활용된다. 하지만 `제올라이트`처럼 자연계에서 얻은 다공성 물질은 구멍 크기와 모양을 조절할 수 없었다.
최 교수팀은 유기분자와 금속을 이용해 인공적 다공성 물질인 `금속-유기 골격체(MOFs)`와 `금속-유기 다면체(MOPs)` 제조에 성공했다. MOPs는 용매에 잘 녹고 MOFs는 잘 녹지 않는 성질을 띤다. 이 두 물질을 적절히 조합하면 원하는 기능의 다공성 물질을 다양하게 설계할 수 있다. 다공성 물질의 내부 구조를 조절하는 기술을 개발한 것은 이번에 처음이다.
최 교수팀은 이 기술을 이용해 2나노미터(㎚) 미만의 미세기공과 2~50㎚의 메조기공, 50㎚보다 큰 거대기공을 모두 갖춘 새로운 다공성 물질을 만들었다. 이러한 계층적 다공성 구조는 화학반응의 촉매, 흡착, 분리 등에서 새로운 기능을 발휘한다.
최 교수는 “하나의 결정에 성질이 다른 물질을 공존시켜 용도에 맞는 다공성 물질을 설계하고 성능도 높일 수 있다는 것이 이 기술의 가장 큰 특징”이라면서 “나노입자 기반의 이종 물질 합 등 나노 신물질 개발에 크게 기여할 것”이라 말했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
