나노기술 및 정책 정보

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● 포항공과대학교 화학과의 이인수 교수 연구팀이 금속염을 이용해 틀을 녹이는 방식으로 속이 비어 있는 실리카(Silica) 나노구조체를 합성하는 새로운 방법을 개발

● 나노구조체는 주로 약물전달체나 촉매에 사용되는데, 속이 비어 있으면 공간에 더 많은 물질을 담아 작은 크기로도 효율성을 높일 수 있지만, 합성 방법이 복잡하여 연구에 어려움이 존재

● 특히, 나노구조체 중 뼈대만 존재하는 형태의 정팔면체 구조체는 물질이 잘 통과하고 다른 물질과 쉽게 결합하여 다양하게 활용할 수 있지만, 이를 제작하기 위해서는 틀에 넣어 합성한 다음, 틀을 다시 제거해야 하는 복잡한 방식을 거침.

● 이에 연구팀은 소금과 같은 금속염을 구조체 틀로 만들어 봄눈처럼 녹이는 방식의 새로운 합성법을 선보임.

● 용액의 산성도에 따라 금속염이 녹아 없어지는 원리를 이용하여 금속염으로 구조체의 틀을 만들고 이를 녹이는 간단한 합성법을 개발

● 이때 실리카 전구체의 반응속도를 조절하면 속이 비어 있는 나노구조체는 물론, 다각형, 원형 나노구조체를 만드는 것이 가능

● 특히, 이렇게 만든 중공형 나노구조체들을 모아 하나의 큰 정팔면체 자기조립체를 형성할 수 있음도 확인하였으며, 내부에 빈 공간이 있는 이 자기조립체는 화학반응이 활발하게 일어나는 다공성 물질로서 촉매, 가스저장장치 등에 응용 가능

※ 용어설명

- 금속염: 금속을 포함하는 산이 중화 반응을 해 물과 함께 생기는 금속 화합물

- 나노구조체: 물질을 담거나 옮길 수 있는 나노미터(nm) 크기의 물질로 주로 약물전달체나 촉매에 사용

- 전구체: 어떤 물질대사나 화학반응 등에서 최종적으로 얻을 수 있는 특정 물질이 되기 전 단계의 물질

※ Nano Letters 게재(2022.01.28.), “Ghost-Template-Faceted Synthesis of Tunable Amorphous Hollow Silica Nanostructures and their Ordered Mesoscale Assembly”

※ 한국연구재단(리더연구자지원사업) 지원