나노기술 및 정책 정보

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­  중국 료우닝성(遼寧省) 다롄시(大連市)에 위치한 ‘중국과학원(中國科學院)’ 산하 ‘다롄(大連) 화학물리 연구소’의 보우신허(包信和) 원사(院士)와 판슈롄(潘秀蓮) 연구원은 지난 2008년도에 영국 학술지인 Chem Comm에 특별논문(Feature Article)d,f을 발표한 후 미국 화학학회 ‘화학연구보고(Accounts of Chemical Research)’의 요청으로 ‘CNT 분야 촉매(Catalytic) 연구’라는 테마로 중국의 CNT 분야 촉매 연구 현황을 분석하였으며 특히 최근 년간의 연구를 통해 새롭게 정립한 ‘나노 분야 촉매 신 개념’을 집중 분석하여 이슈가 되고 있다(Acc. Chem. Res. DOI 10.1021/ar100160t).

­  CNT는 그래핀(Graphene) 레이어가 일정 규칙으로 감아져 나노급 튜브 상태 구조를 형성하는 다공성 물질(Porous materials)을 형성하고 있으며 지난 20세기 90년대부터 폭넓게 연구되고 있는 탄소 재료 가족 중의 중요한 성원으로 된다.

­  CNT 벽의 그래핀 레이어가 일정한 곡선 비율(Curvature)을 가지고 있기 때문에 대(大) π 키(key)로 하여금 기형변화를 발생시켜 튜브 내부와 외부 전자 분포의 변화가 발생하고 튜브 부근의 전하(Electric charge) 분리가 발생하여 튜브 내부에서 외부로 향한 표면 정전기장을 형성하게 된다.

­ 보우신허 원사가 주도하는 연구팀은 대량의 계통적이고 심층적인 실험과 이론연구를 기반으로 여러 가지 튜브 직경이 10nm에 달하는 여러 벽과 단일 벽, 더블 벽 CNT 내부의 효율적으로 조립된 나노금속과 금속산화물 촉매제 신기술을 발명하였으며 이론연구 및 실험을 통해 튜브는 기하 상에서 금속 알맹이 사이즈를 통제할 수 있을 뿐만 아니라 안정적이고 분산성이 높은 나노 촉매 알맹이를 추출하였다. 동시에 CNT 벽의 감아져 있는 구조가 튜브 내부 전자 환경의 기형적인 변화를 발생시켜 튜브 내부에서의 반응 분자와 생성물의 흡수와 확산 행위를 개변시킬 뿐만 아니라 더욱 중요한 것은 CNT 분야 튜브 내부의 촉매제 나노 알맹이의 전자 특성 및 관련 촉매 성능을 강화시켰다는 점이다.

­ 최근 년 간 이런 새로운 개념은 보우신허 원사 연구팀뿐만 아니라 중국 내 기타 연구기관, 대학 연구팀의 관련 연구에서도 초보적으로 검증을 받았는데 구체적으로 '합성가스 촉매화로 액체 연료(燃料) 개발', '에탄올 합성', '저탄소 올레핀(Olefin) 합성', '암모니아 합성', '암모니아 분해', '탄화수소화물의 선택성 수소 추가', '연료전지의 전기촉매', '선택성 산화반응' 등 여러 가지 '촉매 체계'에서 초보적인 검증을 받은 상황이다.

­ 보우신허 원사 연구팀과 중국 내 기타 연구기관, 대학 연구팀의 관련 과학연구 성과는 Nature Materials， Journal of American Chemical Society과 Energy & Environmental Science 등 학술지에 공식 발표된 상황이다. 동시에 여러 건의 발명특허를 신청함으로써 '완벽한 개념 체계'를 형성하였으며 국제 동 유형 연구 분야 과학자들로부터 "매우 중요한 과학 발견인 동시에 일반적 의미와 폭 넓은 응용 전망을 가지고 있으며 금속 촉매제 반응 성능을 조정하고 변화시킬 수 있는 새로운 루트를 제공해 주었기 때문에 이런 역할은 더욱 많은 반응 체계에 보급되고 응용 될 것으로 전망 된다"는 평가를 받고 있는 상황이라고 한다.

출처 : http://www.cas.cn/ky/kyjz/201107/t20110714_3309087.shtml