국내 연구진, 값싼 원료로 다공성 나노구조 만들어

벤젠으로 다공성 나노캡슐 제조

벤젠, 나프탈렌 유도체를 원료로 다양한 구조를 가진 다공성 유기 나노소재 및 탄소 나노소재 제조

[아시아경제 김철현 기자] 한국연구재단(이사장 노정혜)은 김일 부산대 교수 연구팀이 벤젠, 나프탈렌과 같은 비교적 값싼 원료에서 캡슐, 튜브, 시트 등 다양한 형태의 다공성 나노구조를 동시에 얻어냈다고 16일 밝혔다.

다공성 나노재료는 균일하게 생성된 구멍과 넓은 표면적 때문에 수처리, 촉매, 가스분리 등 다양한 분야에 약방의 감초처럼 사용된다. 하지만 복잡하게 설계된 비싼 유기 원료를 이용하고 제조과정이 까다로워 대량생산은 어려웠다.

연구진은 흔히 알려진 산-염기 반응을 이용했다. '루이스산'을 촉매로 루이스염기 단량체인 벤젠과 나프탈렌 유도체를 원하는 방향으로 중합하는 방법을 찾아낸 것이다. 촉매와 단량체의 비율, 종류와 양을 조절함으로써 중합과정을 제어, 나노캡슐, 나노튜브, 나노시트를 동시에 제조할 수 있게 됐다.

실제 이렇게 만든 다공성 나노캡슐은 넓은 표면적으로 인해 유지로부터 바이오디젤을 생산하고 목재의 주성분인 셀룰로오스로부터 포도당을 제조하는 효율적인 재료로 쓸 수 있었다. 특히 매우 안정된 구조로 섭씨 800도 이상으로 소성한 후에도 원래 모양을 유지했다. 재활용이 가능하다는 장점도 있다. 연구진은 "각종 촉매, 연료전지, 커패시터, 리튬이온전지, 트랜지스터, 항공우주 및 자동차용 복합재료는 물론 약물전달시스템, 바이오센서 등에 쓰일 수 있는 실마리가 된다"고 설명했다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr