용매 없이 빛으로 고분자 합성 기술 개발

용매 없이 고체 상태에서 자외선을 쬐여 고분자로 합성하는 친환경적 공정기술을 개발됐다. 향후 고기능성 고분자 박막 합성이나 수소, 이산화탄소 등 기체 저장을 위한 나노 융합소재 개발 등 분야의 연구에 실마리가 될 것으로 전망이다.

미래창조과학부는 경상대학교 화학과 이심성 교수, 자가데스 J. 비탈 석좌교수, 박인혁 연구원 등이 수행한 이 같은 연구 성과가 국제학술지 안게반테 케미지 온라인판에 게재됐다고 12일 밝혔다.

1970년대 고체 상태에서 자외선을 쬐는 방식으로 두 개의 계피산 분자를 연결해 이합체(dimer)를 합성하는 방법이 소개된 이래, 용매제 없이 빛을 사용하는 친환경적인 고분자 물질 합성법에 대한 연구가 활발히 진행돼 왔다. 합성의 전처리 과정으로 수만개의 원료 분자들을 일정한 간격으로 배열시켜야 하기 때문에 빛을 쬐여 고체반응을 유도하는 방식의 고분자 합성 사례는 아직까지 없었다.

연구팀은 금속이온과 유기분자와의 반응을 통해 규칙적 패턴을 가지는 구조체인 금속초분자를 중간체로 제조해 다량의 유기분자들을 배열시키는 전처리 과정의 한계를 극복했다.

연구 성과는 용매를 사용하지 않는 친환경적 공정으로 고분자 물질의 합성이 가능함을 보여준 것으로 고기능성 박막, 수소 저장 물질 등 나노융합소재 개발 연구에 크게 기여할 것이란 기대를 받고 있다.

연구팀은 이렇게 만들어진 고분자 물질은 섭씨 250도에서 3시간 가열하면 분자간 결합이 붕괴되면서 원래의 금속초분자로 돌아가는 가역성을 나타냄을 밝혀냈다. 빛과 열에 의한 제조 및 분해 조절 가능성을 보여주는 것으로 나노-스위치 디바이스 등으로의 응용 가능성이 크다.

이심성 교수는 “고분자 합성의 새로운 방법론을 제시한 것으로 다양한 나노융합 소재 개발에 기여할 것으로 기대한다”고 연구의의를 설명했다.