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부산대 김일 교수 연구팀, 벤젠으로 다공성 나노캡슐 제조

기사승인 2019.10.18  17:05:05

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▲ 부산대학교 전경. (사진 부산대 제공)

한국연구재단은 부산대학교 김일 교수 연구팀이 벤젠, 나프탈렌과 같은 비교적 값싼 원료에서 캡슐, 튜브, 시트 등 다양한 형태의 다공성 나노구조를 동시에 얻어냈다고 18일 밝혔다.

이번 연구로 균일한 다공성 유기 나노소재와 탄소 나노소재를 경제적으로 용이하게 제조할 수 있는 방법을 제시한 것으로 평가받고 있다. 또 에너지 소재·촉매·가스저장 및 분리·오염원 제거·센서 등으로 쓰이는 다공성 나노소재의 활용도가 더욱 넓어질 것으로 기대된다.
 
제올라이트나 실리카겔 같은 다공성 나노재료는 균일하게 생성된 구멍과 넓은 표면적 때문에 수처리, 촉매, 가스분리 등 다양한 분야에 약방의 감초처럼 사용된다.

하지만 무기 소재로 제조가 까다로워 다양한 형상으로 만들기어렵고 원하는 기능부여를 통해 용도를 확장하기가 어려웠다.
 
이에 연구진은 흔히 알려진 산-염기 반응을 이용했다. 루이스산을 촉매로 루이스염기 단량체인 벤젠과 나프탈렌 유도체를 원하는 방향으로 중합하는 방법을 찾아냈다. 촉매와 단량체의 비율, 종류와 양을 조절함으로써 중합과정을 제어, 나노캡슐, 나노튜브, 나노시트를 동시에 제조할 수 있게 됐다.
 
실제 이렇게 만든 다공성 나노캡슐은 넓은 표면적(1000 m2/g)으로 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 유지하는 한편 재활용도 가능하다는 장점이 있다. 각종 촉매, 연료전지, 커패시터, 리튬이온전지, 트랜지스터, 항공우주 및 자동차용 복합재료는 물론 약물전달시스템, 바이오센서 등에 쓰일 수 있는 실마리가 될 것으로 기대 되고 있다.
 
원동화 기자 dhwon@leaders.kr
<저작권자 © 일간리더스경제신문 무단전재 및 재배포금지>
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