KAIST연구팀, 흡착빠른 다공성 고분자 물질 개발

두 가지 크기의 나노세공 동시 구현 가능
촉매 지지체나 물질 포집용으로 의미있게 활용될 수 있을 것

▲ 메조 세공을 지니는 다공성 고분자 물질(왼쪽)과 이번 연구성과로 개발한 두 구조를 다 가진 다공성 고분자 물질(오른쪽). 위 사진에서는 큰 차이를 발견하기 어렵지만 하단 질소흡착동온선을 보면 흡착되는 질소의 양이 오른쪽이 더 월등하다.<이미지=KAIST제공>

국내 연구진이 기존보다 흡착이 빠른 다공성 고분자 물질을 개발하는데 성공했다.

KAIST(총장 강성모)는 나노과학기술대학원의 서명은 교수 연구팀이 10나노미터 수준의 다공성 고분자 물질 내에 2나노미터보다 작은 미세 세공을 형성하는 방법으로 흡착이 빠르게 일어나는 새로운 다공성 고분자 물질을 만드는데 성공했다고 8일 밝혔다.

제올라이트와 같이 2나노미터보다 작은 미세 세공을 지니는 다공성 물질은 물질이 세공안으로 확산돼 표면에 닿기까지 시간이 올래 걸리는 문제가 있었다.

연구팀은 서명은 교수가 개발한 10나노미터 수준의 메조세공이 3차원적으로 서로 연결된 그물 형태의 나노구조를 만들수 있는 블록 공중합체 자기 조립 방법을 사용해 이 문제를 해결했다. 블록 공중합체 자기조립 방법과 고분자 사슬을 움직이지 못하도록 화학 결합으로 묶어 사슬 사이의 틈을 미세 세공으로 바꾸는 초가교반응(hypercrosslinking reaction)을 적용, 두 종류의 세공이 존재하는 계층적 세공 구조의 다공성 고분자 물질을 만드는데 성공했다.

연구팀은 이번에 개발한 다공성 고분자 물질이 기존 고분자 물질보다 질소를 빠르게 흡착하는 것을 확인했다.

이번 연구는 서명은 교수가 제1저자 및 교신저자로 서 교수가 지도하는 나노과학기술대학원 학생들과 미국 미네소타 주립대 힐마이어 교수가 연구에 참여했다. 한국연구재단 신진연구자 지원사업으로 진행된 이번 연구 성과는 화학분야 권위지인 '미국화학학회지(Journal of the American Chemical Society)' 온라인판에 실렸다.

서명은 교수는 "서로 다른 크기의 세공을 한 고분자 내에 쉽게 구현할 수 있는 방법을 제시한데 의의가 있다"면서 "촉매 지지체나 물질 포집용으로 의미있게 활용될 수 있을 것"이라고 전망했다.

출처 : 대덕넷 http://www.hellodd.com/news/article.html?no=51574
길애경 기자 kilpaper@hellodd.com