물속에서도 안정적으로 촉매 역할을 하는 친환경 금속 나노입자가 기초과학연구원 복잡계 자기조립 연구단의 김기문 단장(포스텍 교수) 연구팀에 의해 개발됐다.

100nm(1만분의1 밀리미터) 이하 크기의 금속 나노입자는 고유의 우수성으로 공업, 약학, 농업(비료) 분야에서 다양하게 활용되어 왔으나 톨루엔(toluene), 헥산(hexane)과 같은 유독성 액체를 용매로 사용하기 때문에 환경오염, 고비용, 중독 등을 유발하는 문제점을 안고 있었다.

하지만 연구팀은 이번 연구를 통해 유독성 용매가 아닌 물과 같은 환경 친화적인 용매에서 촉매활성을 가지면서 안정된 성질을 지니는 금속 나노입자-고분자 나노캡슐로 환경·안전·경제적 문제를 단번에 해결할 수 있는 가능성을 제시했다.

연구팀은 '쿠커비투릴'이라는 물질로 이뤄진 고분자 나노캡슐과 금속염을 이용하여 이런 문제를 해결한 것. 쿠커비투릴은 금속 나노입자를 뭉치지 않게 안정화 시키는 보호제 역할을 한다. 이렇게 개발된 금속 나노입자-나노캡슐은 물속에서 6개월 이상 안정된 상태를 유지해 안전성을 확보했고, 분산성, 촉매활성 등에도 높은 효과를 보였다. 또한, 여러 번 다시 사용할 수 있어 경제성도 뛰어났다.

이 성과는 5월 19일 화학 분야에서 최고의 권위지로 꼽히는 '안게반테 케미'(Angewandte chemie) 온라인판에 실렸다.

▲ 금속나노입자가 균질하게 도입된 고분자 나노캡슐