東京대학 대학원 공학계 연구과의 藤田誠 교수 등은 격자모양으로 결합한 복수의 분자가 겹쳐진 입체구조체를 제작했다. 분자끼리의 자발적인 결합력을 이용, 금속이온과 유기분자를 수용액 속에서 집합시켰다. 공동부(空洞部)에 다른 방향족 화합물을 넣음으로써 구멍의 크기를 바꿀 수 있어, 특정한 분자를 흡착, 선별하는 새로운 합성 제오라이트로서의 응용을 기대할 수 있다고 한다.
이 연구는 과학기술진흥사업단에 의한 전략적 창조연구추진사업의 일환. 구조체의 구축에는 복수의 화합물을 섞으면 분자가 저절로 무리를 이루어 집합체를 형성하는 자기조직화라는 현상을 이용했다. 열이나 힘을 가하지 않고 복잡한 형상의 구조물을 단시간에 거의 100%의 수율로 만들 수 있다는 것이 특징으로, 藤田교수는 지금까지 바구니 모양이나 캡슐형 구조체의 구축에 성공했다.
다른 분자와 직각으로 결합하기 쉬운 니켈과 벤젠환(環)을 수용액 속에서 반응시켜 구조체를 제작했다. 이 구조체를 결정화하고 X선을 조사해서 관찰한 결과, 금속이온 사이에 여러 개의 벤젠환이 연결되어 격자상으로 평면 구조체를 형성. 또한 벤젠환끼리의 상호작용으로 격자상의 구조체가 겹쳐진 입체구조가 된다는 것을 알았다.
금속이온과 벤젠환의 결합부분 사이에는 약 2나노미터 사방의 공동부가 있어 벤젠이나 키실렌 등 방향족 화합물을 넣으면 격자상의 구조체가 하나 걸러 옆으로 어긋나, 구멍의 크기가 작어졌다. 화합물의 종류를 바꿈으로써 구멍의 크기를 제어할 수 있다고 한다.
이 변화를 크기가 다른 분자를 가려내는데 이용할 수도 있는데 藤田 교수는 ‘미량성분의 제거나 고순도 가스의 제조 등에서 사용되고 있는 제오라이트의 대체재료로서 응용할 수 있는 가능성이 있다’고 보고 있다.
(NK)
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