나노 다공성 금속산화물…싸고 쉽게 만든다

국내 연구진이 공기나 용액 등이 자유롭게 드나들 수 있도록 나노 다공성 금속산화물을 만들 수 있는 간단하고 저렴한 합성법을 개발해냈다.

16일 미래창조과학부에 따르면 울산과기대(UNIST) 친환경에너지공학부 문회리 교수와 나노생명화학공학부 주상훈 교수 연구팀은 이 같은 연구를 수행해 그 결과를 미국화학회지 온라인판에 게재했다.

연구는 미래부와 한국연구재단이 지우너하는 일반연구자지원 수업으로 진행된 것이다.

나노 다공성 금속산화물이란 청동이나 철과 같은 금속을 산소와 결합시킨 금속 화합물 입자로 내부에 지름이 머리카락 굵기의 수 만분의 1인 미세한 구멍이 있다. 기존에는 계면활성제를 이용해 고온의 공정을 거쳤으나 금속에 적용하기에 한계가 있었다.

이에 연구팀은 금속이온과 유기 리간드(무기화합물 속에서 중심원자에 결합돼 있는 이온이나 분자의 총칭)가 규칙적으로 결합된 물질에 열처리해 직경 1.4~100 나노미터에 이르기는 다양한 크기의 기공을 갖는 금속 산화물을 합성해냈다.

합성된 다공성 마그네슘 산화물은 기공으로 인한 표면적 확대로 반응효율이 좋아져 기공이 없는 상용 마그네슘 산화물에 비해 이산화탄소 흡착능이 10배 높은 것으로 나타났다.

연구팀은 “저렴한 지방족 유기 리간드인 아디프산을 금속-유기 골격체에 도입해 활용도가 높은 나노 다공성 금속산화물을 쉽게 합성할 수 있는 새로운 방법을 제시한 것”이라며 “산업적으로도 응용성이 높은 금속산화물의 구조를 제어했다는 점에서 다양한 금속을 이용한 후속 응용연구가 가능할 것으로 기대한다”고 설명했다.