포스텍, 촉매반응 정밀하게 조절할 수 있는 기술 개발

질병 진단하고 동시에 치료하는 분야에도 응용 기대

포스텍 이인수 교수

포스텍 아미트 쿠마 연구조교수

포스텍(포항공대·총장 김무환) 화학과 이인수 교수와 아미트 쿠마·니티 쿠마리 연구조교수,석사과정 임종원 씨 연구팀은 자기 물질 촉매와 금속 촉매를 합친 나노반응기를 개발했다.

둘 이상의 촉매를 합친 나노반응기는 연속적인 촉매 반응을 일으켜 정밀한 화학물질의 합성을 돕는다.

하지만 합성 과정에서 각 단계가 광범위한 온도와 압력에 의해 서로 영향을 받기 때문에 반응 단계 조절이나 부반응 억제 등이 쉽지 않아 애를 먹었다.

이에 연구팀은 자기 코어-촉매와 플라즈몬 껍질-촉매로 구성된 자기-플라즈몬 다중 모듈형 나노반응기를 개발했다. 플라즈몬은 금속 내부의 전자들이 동시에 진동하는 물질을 말한다.

나노반응기 중심에는 자기 물질이, 테두리에는 플라즈몬 껍질이 각각 자기장과 근적외선의 영향을 받아 선택적으로 촉매를 활성화한다. 열이나 압력을 가하지 않고도 원하는 곳에만 열에너지를 만들 수 있게 된 것이다.

이런 특성 덕분에 서로 다른 촉매의 간섭이 줄어 부반응이 일어나지 않을뿐더러 생물에도 해를 끼치지 않게 된다.

여기에다 자기장과 근적외선을 이용해 원격으로 나노반응기를 조절하면 높은 부가가치의 시남알데하이드를 95% 수율로 생산할 수 있다. 계피의 주성분인 시남알데하이드는 살균과 항암 효과가 뛰어난 것으로 알려져 있다.

이인수 교수는 "이 나노반응기를 이용하면 생물의 몸속에서 지금까지 합성할 수 없었던 복잡한 형태의 약물을 합성할 수 있다"며 "나아가 질병을 진단하는 동시에 치료하는 테라노시스 분야에도 응용할 수 있을 것으로 보인다"고 했다.