중앙대학교(총장 이용구) 화학과 옥강민 교수 연구팀은 중금속을 선택적으로 인지하는 것으로 알려져 있는 비대칭 구조의 켐프 트라이산을 용매열 반응 조건하에서 납 이온과 결합시켜, 층상의 새로운 결정성 납-유기물 구조체(이하 CAUMOF-17, Chung-Ang University Metal-Organic Framework-17)를 개발했다.
연구팀은 확장된 층상 구조를 지니는 납과 켐프 트라이산 복합체의 구조를 최초로 밝혀냈다. 이에 중금속 이온들이 유기 분자 인지 물질에 어떻게 결합하는 지에 대한 구체적인 정보를 알게 됐으며, 이를 통해 앞으로 유해한 중금속을 선택적으로 인지, 결합, 제거할 수 있는 재료 물질들을 체계적으로 고안하는 데 활용할 수 있게 됐다.
특히 CAUMOF-17의 내부에는 작은 기체가 들어갈 수 있는 공간이 존재해 이산화탄소를 선택적으로 흡착하는 특성이 있음이 밝혀져 관련 메커니즘 연구를 통해 이산화탄소 기체의 센싱, 흡착, 포집 연구에도 활용할 수 있을 것으로 보인다.
옥 교수는 “이번에 개발한 재료 물질의 연구는 유해 중금속 이온을 선택적으로 인지할 수 있는 센서 개발, 이산화탄소의 선택적 흡착 및 포집, 새로운 촉매 및 약물 전달 물질 개발 등 산업 전반에 걸쳐 다양한 방법으로 활용할 수 있을 것으로 보인다”고 말했다.
옥 교수가 연구 책임자, 중앙대 대학원 석사과정에 재학중인 김샛별 씨가 제1저자, 중앙대 화학과 장석규 교수가 공동 연구자로 참여한 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업(핵심연구)의 지원을 통해 진행됐다. 영국왕립화학회(Royal Society of Chemistry)에서 발행하는 세계적인 권위의 과학 저널 ‘케미컬 커뮤니케이션즈(Chemical Communications)’ 2015년 8월호에 게재됐다.
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