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화학과 윤민영 교수팀, 크실렌 분리 성능 높인 유연성 금속-유기 골격체 소재 개발

등록일
2021-11-18 14:02
작성자
관리자
조회수
194
게시기간
2021-11-18 ~ 2026-11-30
경북대 화학과 윤민영 교수팀이 크실렌의 분리 성능을 크게 높인 유연성 금속-유기 골격체(metal-organic works) 소재를 개발했다.

금속-유기 골격체는 다공성물질 중 하나로, 내부 빈 공간을 가지는 특성을 이용해 선택적으로 분자를 저장, 분리할 수 있어 수소저장, 기체분리, 이차전지, 탄화수소 분리 등 다양한 분야에 사용되고 있다.
방향족 탄화수소 중 하나인 크실렌은 석유화학물질로, 합성수지나 합성섬유 원료로 주로 사용되고 있다. 석유의 정제과정 중 생성되는 방향족 탄화수소의 경우 구조는 다르지만 비슷한 화학적 특성으로 선택적 분리가 어렵다는 문제점이 있다.

연구팀은 수십 나노미터 두께의 2차원 다공성 골격구조가 쌓여있는 박막이 매우 빠른 속도로 유기 분자에 감응해 구조 변화를 나타내는 현상을 규명하고, 그 연구 결과를 10월 초에 국제학술지 ‘케미컬 커뮤니케이션즈(chemical communications)’ 표지 논문으로 발표한 바 있다.
이 결과를 바탕으로 연구팀은 유연한 구조적 변화를 나타내는 금속-유기 골격체를 대량으로 합성, 크실렌 혼합물 중 특정 분자를 선택적으로 흡착할 수 있도록 했다. 그 결과, 연구팀이 대량으로 합성한 금속-유기 골격체는 유기물의 모양에 맞게 유연하게 변하는 성질로 인해 기존의 다공성 골격구조보다 크실렌 혼합물의 선택적 흡착 성능이 2배 이상 높은 것으로 확인됐다.

한국연구재단 신진연구지원사업의 지원과 기초연구실 사업으로 수행된 이번 연구 결과는 저명 학술지인 ‘유럽화학회지(chemistry a european journal)’ 게재 논문 중 상위 10%에게만 부여하는 vip 논문으로 선정되어 10월 25일자 표지 논문으로 게재됐다.

윤민영 교수는 “이번 연구와 관련된 논문 2편이 연구 우수성을 인정받아 연이어 표지 논문으로 게재되기도 했다. 연구팀이 개발한 유연성 금속-유기 골격체 소재는 석유화학 생산물의 정제 용도뿐만 아니라 유해물질인 휘발성 유기화합물 검출 센서에도 응용이 가능할 것으로 기대된다.”라고 밝혔다.