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KAIST, 안정성 10배 증진 '산업용 촉매' 개발

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KAIST, 안정성 10배 증진 '산업용 촉매' 개발

KAIST 최민기·김형준 교수 연구팀, 공급자가 원하는 화학반응만 선택적으로 유도
생체 내 단백질 촉매인 효소를 모방, 신개념 산업용 촉매 설계의 새로운 장 열어

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최민기 KAIST 교수(왼쪽 뒤부터 시계방향으로), 김형준 교수, 신승재 박사과정, 이송현 박사과정. 사진=KAIST

국내 연구진이 생체 내 단백질 촉매인 효소를 모방해 공급자 또는 개발자가 원하는 화학반응만 선택적으로 유도하되 안정성도 10배 이상 갖춘 새로운 개념의 산업용 촉매 개발에 성공했다.

KAIST(총장 신성철)는 최민기, 화학과 김형준 교수 공동연구팀(생명화학공학과)이 실생활에 흔히 쓰이는 플라스틱, 비닐 등의 재료인 화학 원료를 만들 때, 자연계 효소와 동일한 원리로 반응물을 선택적으로 전환할 수 있는 고성능 산업용 촉매를 개발하는 데 성공했다고 30일 밝혔다.
최민기·김형준 교수 공동연구팀은 이번 연구를 통해 단백질과 같이 부드럽고 유동성이 있으면서도 매우 높은 열화학적 안정성을 지닌 `폴리페닐렌설파이드(PPS, polyphenylene sulfide)'라는 엔지니어링 플라스틱 물질을 이용해 고분자 막이 금속촉매 활성점을 감싼 형태의 신개념 촉매를 세계 최초로 개발했다.

공동연구팀은 새로 개발한 촉매를 이 공정에 적용한 결과 1% 미만의 아세틸렌은 금속 입자를 둘러싸고 있는 고분자막을 투과해 쉽게 전환되는 대신 99% 이상의 에틸렌은 고분자막에 가로막혀 촉매 반응이 진행되지 않아서 기존 팔라듐(Pd) 촉매와 비교할 때 선택도는 2배 이상, 안정성은 10배 이상 증진된 결과를 얻었다.

최민기 교수는 "자연계의 효소를 모방해 원하는 반응물만 선택적으로 전환할 수 있으면서도 매우 우수한 안정성을 갖는 촉매 설계 방법은 세계적으로 보고된 바가 없던 새로운 개념ˮ이라면서 "향후 높은 선택도가 있어야 하는 다양한 화학반응에 폭넓게 응용 및 적용될 수 있을 것ˮ이라고 전망했다.


최영운 글로벌이코노믹 기자 young@g-enews.com