나노기술 및 정책 정보

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도쿄공업대학(東京工業大學) 과학기술창성연구원 프론티어재료연구소 연구그룹이 다공성 물질을 만드는 데 필요한 주형 분자를 전혀 사용하지 않고 큰 표면적을 갖는 나노 입자 크기의 β-이산화망간(β-MnO2)으로 구성된 메조 다공체(메조포러스 재료)를 합성하는 데 성공함. 이 다공성 나노 입자 촉매를 이용하여 합성 중간체로서 유용한 카르보닐 화합물 및 재생 가능한 바이오매스로부터 플라스틱 원료를 합성함. 기존의 수열법(hydrothermal methods)에 의해 합성된 β-MnO2는 표면적이 작기 때문에 응용 연구 전개가 곤란하여 새로운 나노 입자 합성 기술의 개발이 요구되고 있었음. 연구진은 시판되고 있는 망간 원료의 반응으로부터 얻어진 전구체에 착안, 큰 표면적과 균일한 메조 기공을 갖는 β-MnO2 나노 입자를 간편하고 효율적으로 합성하는 데 성공함. 해당 β- MnO2는 기존의 수열법으로 합성한 것보다 표면적이 크고 비교적 분자 크기가 큰 유기 화합물의 선택적 반응장이 되기 때문에 기존의 촉매로는 어려웠던 유기 화합물의 합성으로의 응용이 기대됨. 또한, 화석 자원을 사용하지 않는 화학제품의 제조, 리튬 이온 전지 전극으로의 응용, 지구 온난화의 원인인 이산화탄소의 배출 저감에 기여할 것으로 전망됨.

본 연구 성과는 ‘ACS Applied Materials & Interfaces’ (“Template-free Synthesis of Mesoporous β-MnO2 Nanoparticles : Structure, Formation Mechanism, and Catalytic Properties”) 지에 게재됨.