광고 창닫기

초미세먼지 잡는 물질, 물에서 잘 견딜 방법 찾다

DGIST 연구팀, 수분에 취약한 금속유기 분자체 안정성 높여
공기청정, 기체 분리 등에 활용 기대
초미세먼지를 거르는 금속유기 분자체를 만들 새로운 방법이 제시됐다.

DGIST(총장 국양)는 정낙천 신물질과학 전공 교수 연구팀이 금속유기 분자체의 수분 안정성을 높이는 '배위화학적 환원법(Coordinative Reduction)'을 개발했다고 12일 밝혔다. 

금속유기 분자체는 분자 내부에 빈 곳이 있는 다공성 물질이다. 이 공간이 기체를 흡착하고 분리하면서 공기 청정 효과가 나타난다. 그러나 금속유기 분자체의 결합구조가 물에 취약해 연구에 한계가 있다.

연구팀은 피부표백제 성분으로 쓰이는 '하이드로퀴논(Hydroquinone)'을 이용해 금속유기 분자체의 수분 안정성을 높였다.

하이드로퀴논은 금속이온을 수분에 강한 특정 금속유기 분자체로 환원시켰다. 환원된 금속유기 분자체는 물속에서 몇 주간 있어도 붕괴하지 않았다. 연구팀이 개발한 '배위화학적 환원법'은 금속유기 분자체의 격자 내에 존재하는 2가 금속이온을 선택적으로 1가 이온으로 환원시킨다. 

배위화학적 환원법을 통해 환원된 금속유기 분자체에 생긴 1~2nm 구멍은 수십~수백 nm 크기의 초미세먼지보다 작다. 또, 공기 중에 수분이 있어도 안정적이다. 연구팀은 이 물질이 공기 청정 필터 등에 활용될 것으로 기대한다.

정낙천 교수는 "상상하던 환원법을 실험해본 것이 시작이었다"며 "금속유기 분자체의 수분 안정성은 연구 도중 발견한 아주 값진 성과로 실질적인 활용을 위해 추가 연구를 하려 한다"고 말했다.

이번 연구에는 포항가속기연구소와 연세대학교 연구팀이 참여했다. 연구 결과는 JACS(Journal of the American Chemical Society) 5월호에 게재됐다. 논문명은 'Coordinative Reduction of Metal Nodes Enhances the Hydrolytic Stability of a Paddlewheel Metal−Organic Framework'이다.

배위화학적으로 환원된 금속유기 분자체의 단결정 구조. <그림=DGIST 제공>배위화학적으로 환원된 금속유기 분자체의 단결정 구조. <그림=DGIST 제공>
한효정 기자의 다른 기사 더보기
독자의견
로그인 독자분들의 소중한 의견은 과학과 국민을 잇는 밑거름이 됩니다
0/ 300자