전체기사

2025.12.05 (금)

  • 맑음동두천 -5.5℃
  • 맑음강릉 2.0℃
  • 구름많음서울 -1.9℃
  • 맑음대전 -1.9℃
  • 맑음대구 0.4℃
  • 맑음울산 1.1℃
  • 맑음광주 0.3℃
  • 맑음부산 2.1℃
  • 맑음고창 -2.1℃
  • 구름조금제주 4.6℃
  • 구름조금강화 -2.5℃
  • 맑음보은 -4.6℃
  • 맑음금산 -4.1℃
  • 맑음강진군 -0.9℃
  • 맑음경주시 -4.0℃
  • 맑음거제 0.1℃
기상청 제공

지역네트워크

POSTECH 이인수 교수팀, 빛으로 화학반응 조절하는 ‘코어@쉘’ 촉매 개발

URL복사

 

[시사뉴스 정은주 기자] POSTECH(포항공과대학교, 총장 김무환) 연구팀이 원자두께의 금속박막을 지니는 '코어(core)@쉘(shell)‘ 나노결정을 이용해 플라즈몬 광촉매의 성능을 획기적으로 향상시키는 기술을 개발했다.

 

쉘로 둘러싸인 코어의 구조를 가지는 코어@쉘 나노결정들은, 코어와 쉘을 이루는 서로 다른 물질들의 시너지 효과를 활용하여 촉매, 전자, 디스플레이 분야 등에 응용될 수 있다. 특히, 빛을 받으면 표면이 활성화되는 광학 성질을 지니는 플라즈몬 나노입자(금, 은)로 코어의 표면을 촉매로서 높은 활성을 가지는 금속(백금, 팔라듐, 로듐, 루비듐) 쉘로 코팅한다면, 광에너지를 화학에너지로 변환하는 광-촉매 하이브리드 시스템의 개발을 기대할 수 있다.

 

효율적인 광-촉매 하이브리드 시스템을 형성하기 위해서는, 플라즈몬 코어에 매우 얇은 금속 쉘을 코팅하는 기술이 필요하다. 하지만 지금까지 알려진 방법을 이용하면 두꺼운 금속 쉘이 형성되거나 코어 물질에 변형·손상을 일으키게 되어서, 코어 물질의 플라즈몬 특성을 크게 감소되는 문제를 지니고 있다.

 

POSTECH 화학과 이인수 교수 연구팀에서는 속 빈 실리카 나노입자의 내부 공간에 플라즈몬 나노결정을 넣음으로써, 기존의 방법에서 두꺼운 쉘 성장을 일으켰던 요소들을 제거하고, 동시에 플라즈몬 나노입자들이 용액 속에서 개별적으로 분리될 수 있는 나노공간한정 시스템을 만들었다. 여기에 광원을 조사(照射)하여 플라즈몬 나노결정의 표면을 단원자 두께의 매우 얇고 균일한 금속 박막으로 코팅하는 데에 성공했다. 마치 캡슐 안에 들어있는 알약의 표면을 얇은 막으로 코팅하는 것과 유사하게 표현할 수 있다.

 

이렇게 얇게 코팅된 금속 박막은 코어 물질의 광학적 특성에 영향을 미치지 않았으며, 쉘의 촉매 성능과 코어 물질의 플라즈몬 특성이 효과적으로 결합된 하이브리드 광촉매 물질을 합성할 수 있었다. 특히, 플라즈몬 금 나노막대에 백금 박막을 얇게 코팅시킨 금@백금 하이브리드 나노결정은, 근적외선을 에너지원으로 사용하여 유기분자를 변환하는 광촉매 반응에서 매우 높은 에너지 전환율과 빠른 촉매반응 속도를 나타냈으며, 여러번에 걸쳐 반복된 사용 후에도, 촉매의 활성에는 손실이 없었다. 뿐만 아니라 이 방법을 이용하면, 다른 표면 곡률을 가지는 다양한 플라즈몬 나노입자 표면을 각기 다른 광원을 이용하여 독립적으로 코팅하고 활성화할 수 있어서, 혼합된 촉매물질들 중에서 특정 촉매의 활성을 선택적으로 원격제어하는 것이 가능하다.

 

연구를 주도한 이인수 교수는 “이번 연구에서 개발한 합성방법으로 다양한 형태의 플라즈몬 나노입자 표면에 촉매활성 금속들을 원자단위로 얇게 코팅할 수 있었다”며 “나노입자의 플라즈몬 특성이 잘 보존된 하이브리드 시스템은 금속 쉘과의 시너지를 통해 지속 가능한 에너지 변환, 생명 공학, 생물 의학 분야 등 다양한 분야에서 고효율 광촉매로 사용될 수 있을 것이다”고 기대감을 밝혔다.

 

POSTECH 화학과 이인수 교수, 아미트 쿠마(Amit Kumar) 연구교수, 박사과정 아누밥 아차야(Anubhab Acharya)씨 연구팀이 주도하고 POSTECH 기계공학과·화학공학과 노준석 교수, UNIST 조윤경 교수, 성균관대 오상호 교수가 공동연구원으로 참여한 이 연구는, 연구팀에서 개발하고 있는 고유한 ’나노공간한정 반응(NCCR)’을 바탕으로 연구된 결과로 세포의 기능을 인공적으로 조절하는 기술로도 발전할 수 있을 것으로 기대된다.

 

화학 분야 세계적 권위지인 미국화학회지(J. Am. Chem. Soc.) 통해 발표된 이 연구성과는 다양한 활용 가능성에서 관심을 모아 표지논문으로도 소개됐다. 한편, 이 연구는 한국연구재단 리더연구자지원사업, 창의·도전연구 기반지원사업의 지원으로 수행됐다.

저작권자 Ⓒ시사뉴스
제보가 세상을 바꿉니다.
sisa3228@hanmail.net





커버&이슈

더보기

정치

더보기
李 대통령, 손정의 회장 접견 'AI 3대 강국 실현 위해 조언·제안 해달라'
[시사뉴스 홍경의 기자] 이재명 대통령이 5일 손정의 일본 소프트뱅크 그룹 회장과 만나 "한일 간 인공지능(AI) 분야 협력이 중요하다"며 가교 역할을 해달라고 당부했다. 이 대통령은 이날 용산 대통령실에서 손 회장을 접견하고 "앞으로 우리가 해야 할 협력 과제 중요한 게 있다"며 이같이 말했다. 이 대통령은 손 회장을 향해 "대한민국이 세계 인공지능(AI) 3대 강국을 지향하며 많은 노력을 기울이고 있다"며 협조와 지원을 요청했다. 이 대통령은 "대한민국에는 첫눈을 귀히 여겨 서설이라고 하는데 손 회장님은 이전에도 김대중 대통령님, 문재인 대통령님 때 좋은 제안을 해서 대한민국 경제 발전에 큰 도움이 됐다"며 "AI 3대 강국 실현을 위한 좋은 제안과 조언을 부탁드린다"고 했다. 이어 AI 기본사회를 소개하며 "상수도 하수도처럼 대한민국 내에서 모든 국민 모든 기업 모든 집단이 인공지능을 최소한 기본적 활용하는 사회를 만들고자 한다"며 "인공지능의 위험함과 유용성을 알고 있는데 위험함을 최소화하고 유용성 측면에서 투자하고 있다"고 설명했다. 이 대통령은 또 손 회장이" 한미 통상 협상 과정에서 상당한 도움과 조언을 줬다"며 사의를 표하기도 했다. 아울러 "

경제

더보기

사회

더보기
다른 남자 만나 격분 전 연인 50대 女 10여 차례 찔러 살해 54세 김영우 신상정보 공개
[시사뉴스 이광효 기자] 다른 남자를 만나는 것을 알고 격분해 전 연인 50대 여성을 10여 차례 찔러 살해한 혐의를 받고 있는 54세 남성 김영우의 신상정보가 공개됐다. 충청북도경찰청에 따르면 충청북도경찰청은 3일 신상정보공개심의위원회를 열고 살인, 사체유기 혐의로 구속된 김영우에 대한 신상정보를 2025년 12월 4일∼2026년 1월 5일 충청북도경찰청 홈페이지를 통해 공개하기로 결정했다. 김영우는 지난 10월 14일 오후 9시께 충청북도 진천군에 있는 한 주차장에 주차된 전 연인 50대 여성 A씨의 차량에서 그가 다른 남성을 만난다는 사실을 알고 격분해 흉기로 A씨를 10여 차례 찔러 숨지게 한 혐의를 받고 있다. 경찰은 김영우의 자백을 받아 실종 약 44일 만에 A씨의 시신을 수습했다. 김영우는 충청북도 진천군에서 오폐수 처리 등의 업체를 운영하고 있는데 범행 이후 시신을 자신의 차량에 옮겨 싣고 이튿날 회사로 출근했다가 오후 6시께 퇴근한 뒤 거래처 중 한 곳인 충청북도 음성군에 있는 한 업체 내 오폐수처리조에 시신을 유기한 혐의도 받고 있다. 현행 형법 제161조(시체 등의 유기 등)제1항은 “시체, 유골, 유발 또는 관 속에 넣어 둔 물건을 손괴

문화

더보기

오피니언

더보기
【박성태 칼럼】 또 만지작…전국을 부동산 투기장으로 만들 건가
또 다시 ‘규제 만능주의’의 유령이 나타나려 하고 있다. 지난 10.15 부동산 대책 이후 규제 지역에서 제외되었던 경기도 구리, 화성(동탄), 김포와 세종 등지에서 주택 가격이 급등하자, 정부는 이제 이들 지역을 다시 규제 지역으로 묶을 태세이다. 이는 과거 역대 정부 때 수 차례의 부동산 대책이 낳았던 ‘풍선효과’의 명백한 재현이며, 정부가 정책 실패를 인정하지 않고 땜질식 처방을 반복하겠다는 선언과 다름없다. 규제의 굴레, 풍선효과의 무한 반복 부동산 시장의 불패 신화는 오히려 정부의 규제가 만들고 있다고 해도 과언이 아니다. 한 곳을 묶으면, 규제를 피해 간 옆 동네가 달아오르는 ‘풍선효과’는 이제 부동산 정책의 부작용을 설명하는 고전적인 공식이 되어버리고 말았다. 10.15 부동산대책에서 정부가 서울과 수도권 일부를 규제 지역으로 묶자, 바로 그 옆의 경기도 구리, 화성, 김포가 급등했다. 이들 지역은 서울 접근성이 뛰어나거나, 비교적 규제가 덜한 틈을 타 투기적 수요는 물론 실수요까지 몰리면서 시장 과열을 주도했다. 이들 지역의 아파트 값이 급등세를 보이자 정부는 불이 옮겨붙은 이 지역들마저 다시 규제하려는 움직임을 보이고 있다. 만약 이들 지역도