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
신임 국가수사본부장에 홍석기 [서울=뉴스핌] 김미경 기자 = 경찰 수사를 총괄하는 제4대 국가수사본부장에 홍석기 본청 수사국장(치안감)이 치안정감으로 승진 임명됐다. 경찰청은 3일 4대 국가수사본부장에 홍 국장이 취임한다고 2일 밝혔다. 홍 신임 본부장은 충청남도경찰청 공공안전부장, 충청북도경찰청 청주흥덕경찰서장, 경찰청 사이버수사심의관, 경찰청 교통기획과장 등을 지냈다. 홍 본부장은 3일 취임식을 갖고 업무를 시작할 예정이다. 국가수사본부 [사진= 뉴스핌DB] the13ook@newspim.com 2026-07-02 22:55
사진
[히든스테이지] 정다운·윤준 무대 [서울=뉴스핌] 김용석 선임기자 = 올해 4회째를 맞은 싱어송라이터 경연 대회 '히든 스테이지' 본선 두 번째 주자에 정다운과 윤준이 나선다. 싱어송라이터 정다운. [사진= 히든스테이지 사무국] 정다운은 히든스테이지 지원 동기에 대해 "최근 군 제대 후 히든스테이지라는 기회를 알게 됐다. 기성곡 커버가 대부분인 다른 경연 프로그램과는 다르게 싱어송라이터를 위한 무대이기 때문"이라고 말했다. 윤준 역시 "우연히 인스타그램 광고를 통해 히든스테이지를 알게 됐다"며 "인디 싱어송라이터에게는 너무나 좋은 기회이자 발판이라고 생각하여 지원하게 됐다"고 밝혔다. 싱어송라이터 윤준. [사진= 히든스테이지 사무국] 정다운과 윤준은 신직선과 김은선 밴드 이후로 본선에 나서는 두번째 주자다. 두 싱어송라이터의 무대는 40만 구독자를 보유한 유튜브 채널 '뉴스핌TV'를 3일 오후 4시 공개된다. 본선 진출 20팀은 여성 솔로 11명, 남성 솔로 5명, 남성 팀 2팀, 혼성 팀 2팀이다. 여성 참가자로는 보리(25)·김나라(27)·박희수(32)·혼즈(32)·변미리(26)·오아(30)·신직선(36)·도이주(20)·마린(28)·채수빈(27)·박지은(23) 등 11명이다. 남성 개인 부문에서는 정상호(정점·28)·최혁준(심각한 개구리·33)·윤준(27)·윤태경(34)·정다운(25)이 본선에 올랐다. 팀 부문에는 남성 팀 구구(26)·블낫블(23)과 혼성 팀 김은찬밴드(23)·Che!vee(28)가 참가한다. 경연 영상은 매주 금요일 2팀씩 10주에 걸쳐 순차 공개되며, 8월 28일 마지막 영상이 업로드된다. 이후 9월 10일부터 14일까지 심사위원단 2차 본선 심사가 진행되고, 9월 25일 결승 진출 톱 10이 발표된다. 시상 규모는 총 1200만 원이다. 문화체육관광부 장관상인 대상(500만 원)을 비롯해 한국콘텐츠진흥원장상 최우수상(300만 원)·우수상(200만 원)·루키상(200만 원) 등이 수여된다. '히든 스테이지'는 종합뉴스통신사 뉴스핌과 감엔터테인먼트가 주최하며, 문화체육관광부·한국콘텐츠진흥원이 후원한다. fineview@newspim.com 2026-07-03 05:56
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