자외선 만으로 고분자 물질 합성하는 기술 개발

자외선 만을 이용해 고분자 물질을 합성할 수 있는 친환경적 공정기술이 개발됐다.

미래창조과학부는 이심성 경상대 화학과 교수 연구팀이 자가데스 비탈 싱가포르대 석좌교수와 공동으로 이같은 기술을 개발했다고 12일 발표했다.

1970년대 고체 상태에서 자외선을 쬐는 방식으로 두 개의 계피산 분자를 연결하는 합성법이 소개되면서 용매제 없이 빛을 사용해 물질을 합성하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 합성을 위해 수만개의 원료 분자들을 일정한 간격으로 배열시켜야 하기 때문에 고체반응을 유도하는 방식의 고분자 합성은 성공시키지 못했다.

연구팀은 금속이온과 유기분자와의 반응을 통해 규칙적 패턴을 갖는 구조체인 금속초분자를 중간체로 제조했다. 다량의 유기분자들을 배열시키는 전처리 과정의 한계를 극복하는데 성공한 것. 고분자 및 식의약품 등의 주요 원료물질로 널리 활용되는 올레핀을 이용해 금속초분자를 만들고 여기에 자외선을 쬐여 100% 수율로 고분자를 합성했다.

연구팀은 이렇게 만들어진 고분자 물질을 250도 고온에서 3시간 가열하면 분자간 결합이 깨져 원래의 금속초분자 상태로 돌아가는 사실도 확인했다. 빛과 열에 의한 고분자 제조 및 분해 조절 가능성을 보여줬다는 평가다.

이 교수는 “용매 없이도 고분자를 합성할 수 있는 새로운 방법론을 제시한 것”이라며 “고기능성 고분자 박막 합성이나 수소, 이산화탄소 등 기체 저장을 위한 나노 융합소재 개발 등에 응용할 수 있을 것”이라고 설명했다.

이번 연구성과는 국제학술지 안게반테 케미(Angewandte Chemie)에 실렸다.

김태훈 기자 taehun@hankyung.com



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