□ 광주과학기술원(GIST, 총장 선우중호) 신소재공학부 박지웅 교수 연구팀이 다양한 형태로 가공이 용이하며 분자 수준의 초미세 기공성을 가지는 삼차원 유기분자망 소재를 개발하였다.

○ 박지웅 교수 연구팀 (문수영, 배재성, 전은경, 이상 박사과정)팀이 수행한 이번 연구 결과는 화학분야 최고 권위의 안게반테케미(Angew. Chem. Int. Ed., IF: 11.829)에 발표되었다. 특히 박교수의 논문은 심사위원들에 의해 매우 중요한 논문(VIP)으로 선정되어 하이라이트 되었을 뿐만 아니라 그 중요도를 인정받아 저널의 표지 논문으로 발표되었다.

*논문 정보:

표지: Organic Sol–Gel Synthesis: Solution-Processable Microporous Organic Networks, Su-Young Moon, Jae-Sung Bae, Eunkyung Jeon and Ji-Woong Park

(http://dx.doi.org/10.1002/anie.201005442)

논문: , "Organic sol-gel synthesis: solution-processable microporous organic networks", Su-Young Moon, Jae-Sung Bae, Eunkyung Jeon and Ji-Woong Park* Angew. Chem. Int. Ed. 2010, Early View (http://dx.doi.org/10.1002/anie.201002609). 

VIP 페이지:

http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1002/(ISSN)1521-3773/homepage/2002_vip.html 

□ 유기분자망 구조(organic molecular networks)는 나노미터 이하 크기의 유기 분자 단위가 삼차원적인 망을 형성하는 있는 형태로, 이러한 구조를 가진 소재는 그 미세기공 구조를 이용하여, ① 수소, 메탄, 이산화탄소, 물 등의 분리막 또는 저장체 등의 에너지 및 환경 분야에 활용될 수 있으며, ②촉매(catalysis), 분자 전달(molecular delivery), 나노 기술(nanotechnology) 분야의 신소재 제조 등에도 널리 쓰일 수 있을 것으로 기대되면서 최근 세계적으로 이와 관련된 집중적인 연구가 진행되고 있다.

○ 그러나 모든 유기 분자망 소재는 삼차원적으로 가교(架橋)된 고체이므로 합성된 후에는 필요한 성형이나 가공이 불가능하게 된다. 이로 인해, 화학적 기능성 및 분자 구조 제어가 용이한 유기물 구조의 장점을 활용할 수 없었고, 유기분자망을 기반으로 한 새로운 기술을 개발하는 데 큰 걸림돌이 되어 왔다.  

□ 박지웅 교수 연구팀은 유기졸겔 합성법을 이용하여 유기분자망 구조를 가진 필름, 멤브레인, 나노입자, 및 나노복합체 등을 제조하는데 성공하며, 기존의 미세기공성(microporous) 유기분자망 소재 제조방법의 한계를 해결하였다.

○박교수팀은 작은 유기 분자들이 삼차원적으로 화학적 결합을 형성하며 거대 분자로 성장할 때 그 반응 정도를 나노입자 크기로 제한할 수 있는 조건을 찾아 삼차원적으로 가교된 유기분자망의 고체 입자가 용액 중에 잘 분산된 상태인 졸(sol)이 될 수 있도록 한 다음, 가공 과정에서 용매가 제거될 때에 나노입자 간의 가교가 진행되게 하는 단계적 방법인 유기졸겔법을 구현하였고, 이로부터 유기분자망의 나노입자, 필름, 멤브레인이 매우 쉽게 제조될 수 있음을 보였다.  

□ 이번 연구는 분자망 구조의 유기물질을 다양한 형태로 가공할 수 있게 하는 유기졸겔법을 최초로 제시한 것으로서, 박교수팀이 개발한 미세기공성 유기분자망은 물질 자체의 가공성뿐만 아니라 다른 유/무기 물질과의 혼성화(hybridization, 混成化)나 제조된 소재의 표면 개질(表面改質) 등으로 화학적 기능화가 용이하여 다양한 기능성 나노 소재 창출이 가능할 것으로 기대되고 있다.

○ 또한, 다각도의 후속 연구를 통해 분자의 분리 및 저장, 전달, 촉매 등과 관련된 기능을 가진 환경, 에너지, 바이오 분야의 새로운 나노 소재 개발과 기술 창출이 가능할 것으로 기대를 모으고 있다.

□ 박지웅 교수는 “ 우선적으로, 이 유기졸겔법을 적용하여 다양한 구조의 분자망을 제조하고 그 특성 및 가공법을 연구함으로써 제약, 석유화학 등의 분야에서 에너지 소비가 큰 증류 공정을 대체할 막여과 공정에 필요한 내용매성 나노여과막이나 해수 담수화나 정수 공정에 필요한 역삼투막 등을 개발할 수 있을 것으로 기대하고 있다.”라고 연구 의의를 밝혔다.

[언론보도] 연합뉴스, 한국경제, 광주매일, 광남일보 (2010.9.21) 
연합뉴스

http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=101&oid=001&aid=0004665636
한국경제

http://www.hankyung.com/news/app/newsview.php?aid=2010092032331