과학기술부는 21세기 프론티어연구개발사업의 일환인 ‘고효율수소에너지 제조, 저장, 이용기술개발사업’의 지원으로 숭실대 화학과 김자헌 교수팀이 유기 분자와 금속 이온을 결합시켜, 세계에서 가장 큰 4.7 나노미터 크기의(기존 최대 직경 3 나노미터 이하) 공동을 갖는 결정성 하이브리드 화합물(MOF*)을 합성하는데 성공했다고 밝혔다.
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결정성 하이브리드 화합물(MOF*)은 유기분자와 금속 이온이 교차적으로 연결돼 합성되는 과정에서 공동을 결정 내부에 형성하는 물질로 촉매, 센서, 기체 저장과 분리 등 매우 다양한 용도로 이용 가능하다.
[#사진2]연구진에 의해 개발된 MOF는 현재까지 알려진 모든 합성된 화합물 중 가장 큰 것으로 신물질의 공동이 갖는 부피는 기존의 유사 물질들보다 열배 이상 크기 때문에 수소, 메탄, 이산화탄소 등의 연료가스나 온실가스 등 다양한 분자들을 훨씬 더 많이 저장할 수 있다. 또한 금속 이온이 갖는 독특한 형광 특성과 공동에 도입되는 외부 분자와의 광학 성질이 결합되면 광학 센서로써 사용도 가능하다.
이러한 연구 결과는 관련분야에 큰 기술적 파급효과를 가질 것으로 예상되며 향후 수소를 연료로 사용하는 자동차에 필수적인 수소 저장 물질의 개발에도 많은 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.
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이번의 연구 결과는 세계적인 화학 저널인 ‘안게반테 케미(Angewandte Chemie)’ 지 11월호의 표지 논문으로 선정됐고 미국 화학회의 ‘케미컬 앤드 엔지니어링 뉴스(C&EN)’ 지와 영국 화학공학회의 ‘케미스트리 앤드 인더스트리 (Chemistry & Industry)' 지 등에 잇달아 소개돼 세계적인 주목을 받고 있다.
<정종현 기자>