신개념 다공성 결정물질 개발
신개념 다공성 결정물질 개발
  • 승인 2000.05.03 00:00
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지능초분자연구단 김기문 교수 연구팀
우리학교 지능초분자연구단(단장 : 김기문 교수)이 세계최초로 광학 이성질체(원래의 입체구조와 거울상의 입체구조가 서로 다른 이성질체) 중 하나만을 선택적으로 인지할 수 있는 다공성 결정물질을 개발해 획기적인 성과로 평가받고 있다.

다공성 결정물질이란 내부에 일정한 크기의 빈 공간이 규칙적으로 배열되어 있어서 외부로부터 물질이 크기와 모양에 따라 선택적으로 드나들 수 있는 결정물질을 말하며, 금속산화물의 한 형태인 제올라이트가 대표적이다. 제올라이트는 석유화학 분야에서 원유로부터 고 옥탄가의 휘발유를 얻는 촉매 또는 세제 보강제, 중금속이나 방사성 폐기물 제거 등 다양한 산업분야에서 매우 유용하게 사용되고 있다. POSTECH의 앞 글자를 따서 'POST-1'이라 이름 붙인 이 다공성 결정물질은 내부 빈 공간에 화학적인 활성부위를 포함하고 있어 그 빈 공간의 화학적-물리적 환경을 원하는 대로 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 화학물질의 분리나 촉매반응에서 반응물질의 크기, 구조, 화학적 성질에 따라 선택적인 활성을 갖고 있다. 특히 물질내 빈 공간이 광학 이성질체 관계에 있어 두 개의 키랄 중 하나만을 선택적으로 분리하거나 합성하는 촉매로 쓸 수 있다. 또 간단한 유기화합물과 금속이온으로부터 손쉽게 다량으로 만들 수 있으며, 기존의 촉매와는 달리 수거하여 계속적으로 사용할 수 있어 정밀화학이나 의약산업분야 등에 폭넓게 활용될 것으로 기대되고 있다.

현재 널리 사용되고 있는 대부분의 의약품과 농약 등은 키랄한 화학물질을 포함하고 있다. 그러나 서로 거울상 관계에 있는 두 개의 키랄 중에서 실제 약효를 갖는 것은 하나뿐이고, 다른 하나는 약효가 없거나 독성을 갖고 있는 경우가 많기 때문에 하나의 키랄만을 합성하거나 분리하는 것은 매우 중요한 과제로 남아있었다. 이런 상황에서 과기부의 적극적인 지원으로 국내 연구진이 다공성 결정물질을 세계 처음으로 개발하고, 이를 합성하는 일반적인 원리를 제시했다는 측면에서 획기적인 성과로 평가받고 있다.

과학기술부의 창의적연구진흥사업지원금(4억여원)으로 97년 말부터 99년까지 2년여에 걸쳐 수행되었으며 연구팀의 이같은 결과는 4월 27일자 Nature지에 발표되었다.

한편 연구팀은 이 물질에 대한 국내특허를 출원했고 조만간 국제특허도 신청할 계획이다.