총알이 발사되듯 순식간에 '다공성 유기물 재료'를 만드는 원리가 국내 연구진에 의해 밝혀져 주목받고 있다.
UNIST(총장 정무영)는 에너지 및 화학공학부의 백종범 교수팀이 고체 상태의 유기물 결정에 열을 가할 때 폭발적인 반응이 나타나고, 이때 '3차원 다공성 유기물 구조체'가 만들어진다는 내용을 자연과학 분야의 세계적 권위지인 '네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)' 17일자 온라인판에 발표했다고 20일 밝혔다.
백 교수팀은 고체 상태의 유기물을 가열하는 간단한 공정으로 3차원 다공성 유기물 구조체를 합성하는 새로운 접근법을 제시했다. 일반적으로 고체 상태의 유기물에 열을 가하면 쉽게 녹지만, 백 교수팀에서 만든 '유기물 단결정(HEA)'은 열을 주면 폭발적인 화학반응을 일으키며 순식간에 3차원 다공성 물질로 변한다.
이번에 사용된 유기물 단결정은 아세칠틸렌기가 6개가 붙어 있고, 결정구조 안에 물과 아세톤 분자가 일정량 규칙적으로 포함돼 있다.
연구진이 HEA 단결정에 열을 가하자 짧은 시간에 폭발적인 반응이 일어나며 3차원 다공성 유기물 구조체로 변했다. 이때 HEA 단결정은 마치 총알이 발사되는 과정과 유사한 경로를 거쳐 변하게 된다.
이 논문의 교신저자인 백 교수는 "고체 상태 반응을 이용한 새로운 재료 합성법은 학술적 가치가 높을 뿐 아니라 잠재적 응용가치도 커서 많은 분야에서 곧바로 주목 받을 것"이라고 말했다.
연구에는 UNIST 자연과학부의 박노정 교수와 나명수 교수를 비롯해 UNIST 자연과학부의 김동욱 박사과정 연구원 신동빈 박사과정 연구원, UNIST 에너지 및 화학공학부의 자비드 마무드 박사 전인엽 박사 정선민 박사 신선희 박사과정 연구원 김석진 박사과정 연구원이 참여했다.
연구 지원은 과학기술정보통신부 리더연구자지원사업(창의연구)과 교육부-한국연구재단이 주관하는 BK21플러스사업, 우수과학연구센터(SRC)를 통해 이뤄졌다. 김미영기자 myidaho@