전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
사회 교육

속보

더보기

벤젠으로 다공성 나노캡슐 제조...나노소재 활용도↑

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

경제적인 벤젠·나프탈렌 유도체로
다공성 나노캡슐·튜브·시트 동시 제조

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 한국연구재단(이사장 노정혜)은 부산대 고분자공학과 김일 교수 연구팀이 벤젠, 나프탈렌과 같은 비교적 값싼 원료에서 캡슐, 튜브, 시트 등 다양한 형태의 다공성 나노구조를 동시에 얻어내는 연구성과를 올렸다고 16일 밝혔다.

연구결과는 국제학술지 ‘에이씨에스 나노(ACS Nano)’ 온라인판에 지난 1일 실렸다.

이번 연구는 균일한 다공성 유기 나노소재와 탄소 나노소재를 경제적으로 용이하게 제조할 수 있는 방법을 제시했다는 평가다.

또한 에너지 소재·촉매·가스저장 및 분리·오염원 제거·센서 등으로 쓰이는 다공성 나노소재의 활용도가 더욱 넓어질 것으로 기대된다.

벤젠, 나프탈렌 유도체를 원료로 다양한 구조를 가진 다공성 유기 나노소재 및 탄소 나노소재 제조 : 간단한 벤젠, 나프탈렌 유도체(루이스 염기)를 루이스산 촉매로 이용하여 중합하면 루이스산/루이스 염기 상호작용에 의해 매우 안정된 균일한 다공성 나노재료가 얻어지며, 고온 소성을 통해 다공성 탄소 나노재료를 얻을 수 있음. 2019.10.16. [ 그림=한국연구재단]

제올라이트나 실리카겔 같은 다공성 나노재료는 균일하게 생성된 구멍과 넓은 표면적 때문에 수처리, 촉매, 가스분리 등 다양한 분야에 약방의 감초처럼 사용된다.

하지만 무기(無機) 소재로 제조가 까다로워 다양한 형상으로 만들기 어렵고 원하는 기능부여를 통해 용도를 확장하기가 어려웠다.

때문에 자가조립이나 중합 현상을 이용, 만들기 쉽고 작용기를 함유하고 있어 다양한 기능을 구현할 수 있는 유기소재로 다공성 나노소재를 만들려는 노력이 활발하다.

작용기(functional group)는 유기화합물의 반응 특성이나 성질을 결정하는 특정 원자단이나 구조를 말한다. 반응 전후 작용기의 변환이 일어나 화합물의 성질이 바뀔 수 있다. 무기화합물에는 이처럼 다양한 작용기가 존재하지 않는다. 하지만 복잡하게 설계된 포피린(porphyrin) 같은 비싼 유기 원료를 이용하는 데다 거푸집처럼 형틀을 이용해 찍어내는 방식으로 제조과정이 마찬가지로 까다로웠다. 대량생산에도 불리했다.

이에 연구진은 흔히 알려진 산-염기 반응을 이용했다. 루이스산을 촉매로 루이스염기 단량체(monomer)인 벤젠과 나프탈렌 유도체를 원하는 방향으로 중합(polymerization)하는 방법을 찾아냈다. 루이스산은 화학반응에서 전자쌍을 받는 화학종으로 삼염화 철, 삼염화 알루미늄 등이 속한다.

촉매와 단량체의 비율, 종류와 양을 조절함으로써 중합과정을 제어, 나노캡슐, 나노튜브, 나노시트를 동시에 제조할 수 있게 된 것이다.

실제 이렇게 만든 다공성 나노캡슐은 넓은 표면적(1000 m2/g)으로 인해 유지로부터 바이오디젤을 생산하고 목재의 주성분인 셀룰로오스로부터 포도당을 제조하는 효율적인 재료로 쓸 수 있었다.

다공성 카본소재의 경우 2차전지용 슈퍼커패시터에 사용할 경우 기존 산화그래핀 대비 두 배 이상 향상된 정전(靜電)용량(421 F g-1)을 보였고 10만 회의 충방전 시험에서도 성능이 저하되지 않았다.

특히 매우 안정된 구조로 섭씨 800도 이상으로 소성한 후에도 원래 모양을 유지하는 한편 재활용도 가능하다는 장점이 있다.

각종 촉매, 연료전지, 커패시터, 리튬이온전지, 트랜지스터, 항공우주 및 자동차용 복합재료는 물론 약물전달시스템, 바이오센서 등에 쓰일 수 있는 실마리가 된다. 

 

kimys@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
국회, 한성숙 청문보고서 채택 [서울=뉴스핌] 송기욱 기자 = 한성숙 국무총리 후보자에 대한 국회 인사청문 심사경과보고서가 30일 더불어민주당 주도로 채택됐다. 국민의힘은 회의에 불참했다. 국회 국무총리 임명동의에 관한 인사청문특별위원회는 이날 오전 제5차 회의를 열고 한 후보자 임명동의안 심사경과보고서 채택의 건을 의결했다. [서울=뉴스핌] 이건주 기자 = 26일 오전 서울 여의도 국회에서 한성숙 국무총리 후보자의 인사청문회가 열리고 있다. 2026.06.26 kunjoo@newspim.com 백혜련 위원장은 "전날까지가 청문보고서 채택 마감일이었다"며 "계속해서 국민의힘 의원님들을 설득하고 함께 합의 채택하기를 요청드렸지만 오늘 이 자리까지도 오시지 않았다"고 말했다. 특위는 보고서 종합의견 일부 문구를 수정한 뒤 한 후보자 임명동의안 심사경과보고서를 채택했다. 보고서에는 한 후보자가 국무총리로서 적합하다는 다수 의견과 함께, 국민의힘이 청문 과정에서 제기한 부적격 의견도 함께 담겼다. 한 후보자 임명동의안은 이날 오후 본회의 표결 절차를 밟을 전망이다. 국무총리 임명동의안은 본회의에서 재적의원 과반 출석과 출석의원 과반 찬성으로 의결된다. 민주당이 과반 의석을 확보하고 있는 만큼 국민의힘이 표결에 불참하거나 반대표를 던지더라도 인준안 처리는 가능한 구조다. oneway@newspim.com 2026-06-30 11:58
사진
골드만삭스 "금 랠리 안 끝났다" [시드니=뉴스핌] 권지언 특파원 = 최근 4개월간 부진했던 금 가격이 올해 랠리의 종료를 의미하는 것은 아니라는 분석이 나왔다. 골드만삭스 원자재 리서치 공동 헤드 사만다 다트는 지난 주말 보고서에서 "금은 아직 끝나지 않았다(Gold is not done)"고 주장했다. 다트와 연구팀은 금이 2022년 이후 123% 상승했다는 점을 짚으면서 "구조적 요인과 향후 경기순환적 요인 모두에 힘입어 추가 상승 여력이 있다고 본다"고 설명했다. 금 선물 가격 1년 추이 [AI 일러스트=권지언 기자] ◆ "2026년 말 온스당 4,900달러"…중앙은행 자산 다변화가 핵심 동력 연초 대비 금 가격은 6% 이상 하락한 상태로, 지난 1월 말 사상 최고치를 기록한 이후 조정이 이어지고 있다. 다트는 "구조적으로는 2022년 러시아 외환보유액 동결 이후 이어지고 있는 신흥국(EM) 중앙은행의 자산 다변화가 2026년 말 금 가격 전망치 4,900달러/온스의 근간"이라고 말했다. 연구팀은 또 세계금협회(World Gold Council) 조사에서 올해 2~5월 사이 조사 대상 중앙은행 76곳 중 45%가 향후 12개월 내 금 보유량을 늘릴 계획이라고 응답했다며, 이는 사상 최고 수준이라고 덧붙였다. ◆ 단기 변수는 매파적 연준…ETF 수요는 점진적 회복 전망 다만 경기순환적 측면에서는 단기 역풍도 존재한다. 매파적인 연준 기조가 통화가치 희석(디베이스먼트) 우려를 잠재우고 있는 데다, 시장이 인플레이션 우려 속에 올해 연준의 금리 인상 가능성을 가격에 반영하면서 금리에 민감한 상장지수펀드(ETF) 수요가 압박받고 있다는 설명이다. 다트는 "이러한 역풍은 시간이 지나며 적어도 부분적으로는 반전될 것으로 본다"고 밝혔다. 연구팀은 ETF 포지션이 점차 늘어날 것으로 예상했는데, 이는 연준이 올해는 금리를 동결하고 인하 사이클은 내년 하반기로 미룰 것이라는 골드만삭스 이코노미스트들의 전망과도 일치한다. 다트는 "중기적으로는 서구권의 재정 건전성 우려를 포함한 거시적 변화가 결국 민간 부문의 금 분산투자를 가속화하면서, 금 가격 전망 리스크는 여전히 상방으로 기울어져 있다"고 강조했다. 귀금속 가격은 지난 2월 말 이란 전쟁 발발 이후 급락세를 보이며 금값은 약 24% 떨어졌다. 유가 상승에 따른 인플레이션 지표 악화로 매도세는 더욱 가팔라졌다. 원유 가격이 일부 후퇴했음에도 불구하고, 끈질긴 인플레이션과 견조한 노동시장이 연준으로 하여금 금리를 더 오래 동결하거나 연내 추가 인상에 나서게 할 수 있다는 우려가 투자자들 사이에서 커지고 있다. kwonjiun@newspim.com 2026-06-30 11:21
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동