나노기술 및 정책 정보

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● 중국 칭화대학교의 웨이페이 교수 연구팀이 pm(피코미터) 정밀도의 전자현미경을 이용하여 분자의 흡·탈착 행위 및 골격구조의 동적 변화를 실시간으로 관찰

● 제올라이트 분자는 미세 공극이 균일하게 배열된 강성 골격구조를 가지며, 석유화학, 환경 관리, 기체 분리 등 다양한 분야에 널리 활용되지만, 나노미터 수준에서 분자가 기공을 통해 이동하는 현상을 실제로 관찰하기는 어려우며, 원리도 지금까지 규명되지 않은 상황

● 이에 연구팀은 제한된 공간에서 벤젠 분자 적용으로 제올라이트 분자가 강성과 유연성을 모두 나타내는 일명 ‘아세포 토폴로지컬 플렉시블’ 구조를 갖는다는 사실을 최초로 발견하였으며 이러한 유연성으로 인해 공극의 크기 보다 큰 분자가 공극을 통해 이동이 가능

● 다공성 제올라이트 분자가 ‘아세포 토폴로지컬 플렉시블’ 특성을 갖는 이유는 분자체 토폴로지 구조에서 규소산화물 혹은 알루미늄산화물 사면체들 사이에 유연한 연결이 이뤄지기 때문임

● 해당 연구 성과는 크기가 큰 분자가 크기가 작은 기공을 통해 이동하는 현상과 관련하여 오랫동안 지속되어 온 논쟁을 잠재우고, 분자체의 촉매 메커니즘에 대한 이해를 증진

※ Science 게재(2022.04.29.),“In situ imaging of the sorption-induced subcell topological flexibility of a rigid zeolite framework”