KAIST-UNIST, 컴퓨터 설계 기반 다공성 복합재료 합성

  • 경제/과학
  • IT/과학

KAIST-UNIST, 컴퓨터 설계 기반 다공성 복합재료 합성

금속 유기 구조체 안정적 구조 예측
새로운 금속 유기 구조체 복합재료 합성
촉매·센서·약물 전달 등 활용 가능 기대

  • 승인 2019-08-26 15:47
  • 김성현 기자김성현 기자
noname01
컴퓨터 설계 기반 단결정 다공성 복합재료 합성 개요도.
KAIST는 생명화학공학과 김지한 교수와 UNIST(총장 정무영) 화학과 문회리 교수 공동연구팀이 컴퓨터 설계를 기반으로 한 이론적 디자인을 통해 새로운 다공성 복합재료를 합성하는 데 성공했다고 26일 밝혔다.

이번 연구에 사용한 금속 유기 구조체(Metal-Organic Framework, MOF)는 다양한 금속 이온 집합체와 유기 리간드로 구성된 화합물의 일종으로 나노 수준의 기공을 갖는 결정성 물질이다.

금속 유기 구조체는 각 구성요소의 다양성 덕분에 지난 20년간 8만여 개 이상의 구조들이 실험으로 합성됐다. 금속 유기 구조체는 표면적이 매우 넓고 기공의 물리-화학적 특성을 세밀하게 조절할 수 있어 기존의 제올라이트를 대체할 수 있는 차세대 다공성 물질이기도 하다.

최근 금속 유기 구조체를 다른 소재와 혼합해 기능을 다양화하거나, 한가지 물질의 단점을 다른 물질의 장점으로 보완함으로써 성능을 최적화하는 연구가 진행되고 있다.

그러나 기존의 합성된 금속 유기 구조체 복합재료들은 두 물질의 경계면에서 서로 어떻게 결합하는지에 대한 정확한 정보가 없고 그 형태가 무질서해 어떻게 만들어지는지에 대한 이해가 부족했다.

문제해결을 위해 공동연구팀은 미시적인 분자구조 정보를 활용해 먼저 합성 가능성이 큰 구조들을 선별한 뒤 이를 실험적으로 합성함으로써 실제 새로운 복합물질을 개발하고 합성하는 시간을 획기적으로 단축했다.

김지한 교수가 이끈 시뮬레이션팀은 직접 개발한 컴퓨터 알고리즘을 활용해 기존에 발표된 8만여 개의 데이터로부터 특정 구조체의 결정면과 상호 연결될 수 있는 결정면을 가진 다양한 금속 유기 구조체 쌍들을 얻는 데 성공했다.

또 양자역학 시뮬레이션을 통해 두 금속 유기 구조체가 연결된 경계면이 가질 수 있는 안정적인 구조를 예측해냈다.

문회리 교수 연구팀은 시뮬레이션 결과를 바탕으로 6종류의 새로운 금속 유기 구조체 복합재료를 성공적으로 합성함으로써 시뮬레이션으로 예측된 내용이 실험적으로 합성될 수 있음을 증명했다.

또 금속 유기 구조체 결정면 위에 다른 구조체가 하나의 구조로 자라나는 원리를 규명했고 두 물질의 기공이 서로 연결돼 내부까지 분자가 자유롭게 이동할 수 있음을 확인했다.

문회리 교수는 "실험과 컴퓨터 시뮬레이션의 협력 연구를 통해 그간 합성이 어려웠던 다기능 다공성 복합재료를 설계하고 합성할 수 있음을 보여줬다. 기존 신약개발에서 활용되던 연구 방식이 거대시스템인 다공성 재료에까지 확대된 성공적 사례"라고 말했다.


김성현 기자 larczard@

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 세종 9개 파크골프클럽 '화합의 샷'
  2. '금융위·개보위' 때늦은 세종 이전설… 행정수도 남은 퍼즐은
  3. [날씨] 광복절 연휴 첫날 충청권 흐리고 비…오후부터 곳곳 소나기
  4. '한글 비문'에 담긴 광복의 기쁨… 대전 속 잊힌 독립 유산을 아시나요?(영상있음)
  5. 천안시, 제81주년 광복절 맞아 독립운동 자료·사진 전시회 개최
  1. 과천 경마공원 부분 개발… 시민과 노동계 강력 반발
  2. 천안중앙도서관, 시민과 함께하는 '우리동네 그림책 만들기' 운영
  3. 천안교육지원청, 2026년도 을지연습 사전교육 실시
  4. 충남콘진원, AI 음원·뮤직비디오 공모전 수상작 발표
  5. 천안시, 여름 휴가철 청소년유해업소 민·관 합동점검 실시

헤드라인 뉴스


가계부채 총량 증가 3%로 확대... 단순계산 시 주담대 7조넘게 여력생길 듯

가계부채 총량 증가 3%로 확대... 단순계산 시 주담대 7조넘게 여력생길 듯

금융당국이 가계부채 총량 증가율 목표치를 3%로 확대하면서 꽁꽁 얼어붙던 주요 시중은행 주택담보대출 한도가 늘어날 것으로 보인다. 각 은행들의 총량 목표치를 같은 비율로 확대하고, 이를 추가 주택담보대출에 활용한다고 가정하면, 7조 5000억원 가량의 추가 한도가 확보될 수 있을 것으로 전망되기 때문이다. 16일 금융권 등에 따르면 5대 은행인 KB국민·신한·하나·우리·NH농협은행의 13일 기준 가계대출 잔액(정책성 대출 제외)은 650조 7747억원으로, 2025년 말 644조 9700억원보다 5조 8047억원 늘어난 것으로 집계..

불법구금·물고문 통한 자백… 44년 만에 국가보안법 재심 무죄
불법구금·물고문 통한 자백… 44년 만에 국가보안법 재심 무죄

1980년대 국가보안법과 반공법 위반 등으로 유죄 판결을 받은 피고인이 44년 만에 열린 재심에서 최근 무죄를 선고받았다. 16일 법조계 등에 따르면 대전지법 제11형사부는 올해 7월 30일 국가보안법·반공법·계엄법 위반 등의 혐의로 기소됐던 A 씨의 재심에서 국가보안법과 반공법, 계엄법 위반 혐의에 각각 무죄를 선고했다. 집회 및 시위에 관한 법률 위반 혐의는 면소 판결했다. (사건번호 2025재고합6) A 씨는 1982년 당시 국가보안법과 반공법, 계엄법, 집시법 위반 혐의로 기소돼 같은 해 10월 대전지법에서 모든 혐의가 유죄..

대전시 노후계획도시 정비 주민 상담 지원…20일 2차 컨설팅
대전시 노후계획도시 정비 주민 상담 지원…20일 2차 컨설팅

대전시가 노후계획도시 정비사업에 대한 주민 이해도를 높이고 상담을 지원하기 위해 현장 컨설팅을 진행 중이다. 16일 시에 따르면, 오는 8월 20일 오후 1시 30분 둔산2동 행정복지센터 2층 회의실에서 '2026년 제3회 미래도시지원센터 컨설팅' 2차 행사를 진행한다. 노후계획도시의 체계적인 정비를 위해 통합·상담서비스를 제공하고 주민-지자체-지원기구(LH,한국부동산원)-국토부 간 소통 창구를 마련하기 위해서다. 컨설팅에선 주민대표단 구성·운영 등 법 개정 사항과 추정분담금 산정 방식 등을 설명하고, 주민 질의에 대한 현장 상담을..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 막바지 피서객 몰린 계룡산 계곡 막바지 피서객 몰린 계룡산 계곡

  • 백중사리 기간에 침수된 보령시 오천항 일대 백중사리 기간에 침수된 보령시 오천항 일대

  • ‘자동차 불법 튜닝 안됩니다’ ‘자동차 불법 튜닝 안됩니다’

  • 대전시-더불어민주당 대전시당 당정협의회 대전시-더불어민주당 대전시당 당정협의회