금나노촉매 작용원리 규명

합성제품 제조비 줄여

화학반응을 촉진하는 금 나노촉매의 작용 원리가 한국 과학자가 참여한 연구팀에 의해 규명됐다.

　미국 조지아공대 윤복원 박사(물리학)가 참여한 조지아공대와 독일 뮌헨공대 연구팀은 21일 저명 과학저널 <사이언스>에 논문을 내어 “금 나노촉매 안에서 전하가 이동하는 ‘나노 대전현상’이 저온에서 일산화탄소를 이산화탄소로 산화시키는 촉매작용에 매우 중요한 구실을 한다는 사실을 이론과 실험을 통해 확인했다”고 밝혔다. 이런 원리가 더욱 싸고 효과적인 금 나노촉매를 개발하는 데 기여할 것으로 연구자들은 기대한다.

　금이 나노미터(㎚·10억분의 1m) 수준으로 작아지면 반응을 매우 효과적으로 촉진하는 금 촉매가 된다는 사실은 이미 1999년 같은 연구팀에 의해 발견됐지만 그 원리는 제대로 규명되지 않았다.

　연구팀은 금 원자 8개로 이뤄진 금 분자(금 옥티머)를 표면 결점을 지닌 마그네슘 산화금속에 흡착시키면 마그네슘 표면 결점에 있던 전자가 금 촉매로 옮아가는 전기 대전현상이 일어나며, 이렇게 생긴 금 촉매의 여분 전하가 반응물의 화학결합을 약화시켜 끊고 새로운 결합 반응을 촉진한다는 사실을 밝혀냈다. 이런 원리는 양자역학의 시뮬레이션과 반응물질 분자의 진동 주파수 측정 등을 거쳐 확인됐다. 윤 박사는 “고온·고압 조건이 필요없는 나노촉매는 합성제품의 제조비용을 크게 줄일 수 있어 관심이 집중되고 있다”고 말했다. 오철우 기자 [e-mail]