경북대 김웅 교수팀, 친환경 소재 DES-MOF 연구 발표

경북대학교 연구팀이 독성 유기용매를 대체할 친환경 기능성 소재 기술을 정리한 연구 논문을 발표했다.27일 경북대에 따르면 김웅 환경공학과 교수팀이 심층 공융용매(DES)를 활용한 차세대 기능성 소재 ‘DES-MOF’의 설계 원리와 제조 기술, 응용 가능성을 체계적으로 정리한 리뷰 논문을 발표했다.이번 연구는 기존 금속-유기 골격체(MOF)의 제조 과정에서 발생하는 독성 용매 사용과 구조적 안정성 문제를 개선하고, 온실가스 포집과 오염물질 제거 등 다양한 산업 분야에 활용 가능한 친환경 소재 기술 방향을 제시했다.MOF는 금속 이온과 유기 연결체가 결합한 나노 구조 소재로 넓은 내부 표면적과 조절 가능한 기공 구조를 갖춰 이산화탄소 포집과 오염물질 흡착 분야에서 주목받고 있다. 하지만 기존 제조 과정에서 독성이 강한 유기용매가 사용되고 낮은 안정성과 높은 생산비용 등으로 상용화에 한계가 있었다.연구팀은 이를 해결하기 위해 생분해성이 높고 독성이 낮은 심층 공융용매(DES)를 활용한 DES-MOF 기술에 주목했다. DES는 MOF의 결정 구조와 기능성을 조절하고 안정성을 높일 수 있는 친환경 용매로 평가받고 있다.연구팀은 최근 10년간 발표된 DES-MOF 관련 연구를 분석해 친환경 합성 과정과 결정 구조 제어, 표면 기능화, 흡착·센서·환경·에너지 분야 응용 기술을 종합적으로 정리했다.특히 DES가 MOF의 결정 성장과 활성점 형성, 구조적 결함 및 표면 특성 조절에 미치는 영향을 분석해 이산화탄소 등 온실가스 선택적 포집, 휘발성 유기화합물(VOCs) 제거, 중금속 및 난분해성 오염물질 제거, 고감도 센서, 에너지 저장 및 촉매 소재 등 다양한 활용 가능성을 제시했다.김웅 교수는 “DES-MOF 기술은 친환경성과 기능성을 동시에 확보할 수 있는 소재 플랫폼 기술로 발전 가능성이 높다”며 “향후 탄소중립 사회 구현을 위한 환경·에너지 소재뿐 아니라 바이오와 반도체 소재 분야까지 활용 범위를 확대할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.이번 연구는 화학공학 분야 국제학술지인 ‘케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)’에 지난 13일 게재됐다. 제1저자는 경북대 대학원 건설환경에너지공학부 비슈와짓 차브다 박사후연구원이며, 교신저자는 김웅 교수다.