방사능 기체까지 빨아들인다

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 고리모양의 얇은 분자를 수직으로 세워 기체를 빠르게 흡수할 수 있는 물질을 개발했다. 연구진은 이 물질이 탈취제나 제습제로 이용되는 제올라이트를 대체할 수 있으며 수소나 메탄 등 기체 연료를 저장하는 데 이용할 수 있을 것으로 전망하고 있다. 또한 잘 흡착이 안되는 방사능 기체도 빠르게 흡수했다고 설명했다.

울산과학기술원(UNIST)은 에너지 및 화학공학부의 백종범 교수 연구진이 우수한 기체 저장 능력과 위험물질 흡착 성능을 갖는 '수직으로 선 2차원 적층 구조' 물질을 개발했다고 27일 밝혔다.

연구진은 질소를 이용한 실험에서 입자의 단위 질량 당 표면적이 높다는 것을 증명했다.

또 방사능 물질인 아이오딘(요오드) 기체도 빠르게 흡착해 제거했다. 아이오딘 기체는 흡착이 어려운 물질로 알려져 있다.

연구진에 따르면 이번에 개발한 적층 물질은 아이오딘을 흡착하는 속도가 현재까지 개발된 유기 다공성 물질 중 가장 빨라 다공성 흡착제인 제올라이트를 대체할 가능성을 보여줬다. 또 흡착된 기체에 장비를 통해 자극을 가해주면 빠른 속도로 기체가 떨어져 나와 여러번 재활용해도 동일한 성능을 유지했다.

또한 연구진은 구조가 매우 안정적이어서 600℃의 고온에도 잘 견딘다고 말했다. 연구에 참여한 노혁준 연구원은 "구조물의 모든 부분을 고리 모양으로 만들어 기존 2차원 유기 다공성 구조체보다 화학적, 열적 안정성을 높였다"며 "각종 고온 공정에서도 사용 가능할 것"이라고 설명했다

연구진은 트립티센 헥사민(THA)과 나프탈렌테트라카르복실릭 디안하이드라이드(NDA)를 이용해 안정한 구조를 합성했다.

즉 층간 결합력은 줄이고 기체가 달라붙을 수 있는 표면적은 넓게 만들기 위해 하나의 단위가 되는 고리 모양의 분자를 수직으로 세운 뒤 쌓았다.

백종범 교수는 "새로운 개념을 도입해 2차원 구조가 본래 가진 한계점을 극복하고 세계 최초로 세로로 서 있는 2차원 구조를 구현해냈다"고 연구 의의를 설명했다.

이번 연구는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 24일자로 게재됐다.

[e-mail] 김만기 기자