▲ 포스텍 홍석봉(오른쪽 가운데) 환경공학부 교수 등 연구팀.
포스텍 연구팀이 이산화탄소를 흡착하는데 월등한 성능을 가지고 있지만 지금까지 알려진 구조 중 가장 복잡해 필요에 따라 구조를 바꿔 합성하기 어려웠던 '제올라이트'를 합성하는데 또 한 번 성공했다.

특히 이번 연구는 지난해 7월 이들 연구팀이 발표한 연구를 이은 것으로 더욱 복잡한 데다 큰 단위격자 부피를 가진 제올라이트를 합성해 눈길을 끌고 있다.

포스텍 환경공학부 홍석봉 교수 등은 제올라이트를 이론적으로 예측하고, 합리적으로 설계해 지금까지 알려진 구조 중 가장 복잡한 구조를 가진 제올라이트를 합성하는 데 성공했다.

촉매나 이온교환제 등으로 널리 활용되는 제올라이트는 300만 종 이상의 서로 다른 구조가 존재하지만 이 가운데 230여 종의 구조만이 밝혀졌다. 이 때문에 제올라이트의 기하학적 구조나 조성에 따른 특성을 활용하기 어려운 데다 활용을 위해 특정 구조로 이뤄진 제올라이트를 만드는 일도 쉽지 않다.

230여 종의 구조 역시 처음부터 설계해 만들어진 것이 아니라 어쩌다 보니 만들어진 시행착오접근(Trial and error)으로 만들어졌기 때문이다.

연구팀은 이에 따라 일정한 규칙성을 가지고 구조 확장을 하는 RHO 제올라이트 군을 바탕으로 컴퓨터 모델링을 이용해 더욱 확장된 가상 구조를 예측하고 설계했다.

또한 이 제올라이트를 합성하기 위해 구조유도물질을 선택적으로 조절했으며 실리카와 알루미나, 물 함량을 조절하는 합성 방법을 통해 새로운 제올라이트 2종 합성에 성공했다.

이들은 이 제올라이트에 각각 'PST-26(PoSTech no. 26)'과 'PST-28'이라는 이름을 붙였다.

이 제올라이트들은 지난해 연구팀의 발표로 주목을 받아 지금까지 가장 큰 구조를 가진 것으로 알려진 'PST-25'와 비교하더라도 큰 단위격자 부피(422,655 A3와 614,912 A3)를 가진 것은 물론 결정학적으로 가장 복잡한 구조로 드러났다.

이에 이번 성과는 화학분야의 세계적 권위지 '안게반테 케미(Ange

wandte Chemie)'지를 통해 발표됐으며 상위 5% 이내의 중요도를 갖는 주요 논문에도 선정됐다.

연구를 주도한 홍석봉 교수는 "기존에 단순히 우연으로만 이뤄졌던 제올라이트 합성 방식에서 벗어났다"면서 "특정 구조를 예측하고 설계를 통해 원하는 구조의 제올라이트 합성이 실제로 가능하다는 사실을 성공적으로 증명해 높은 평가를 받고 있다"고 밝혔다.
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