▲김민 충북대 화학과 교수.

[충북넷 신수빈 기자] 김민 충북대 화학과 교수 연구팀은 금속–유기 골격체(MOF, metal-organic framework)의 리간드 비율을 정밀 제어해 협동 효과를 극대화한 새로운 촉매 시스템을 개발했다.

해당 연구는 영국 왕립화학회(Royal Society of Chemistry)가 발행하는 무기·배위화학 분야의 권위 있는 학술지 Dalton Transactions에 게재됐으며 이슈 겉표지 논문으로 선정됐다.

이종현(석·박사통합과정 5년) 씨와 백가현(석사과정 1년) 씨가 주도한 이번 연구에서 연구팀은 대표 구리 기반 MOF인 HKUST-1을 플랫폼으로 활용했다. 기공 내부에는 사이토신–은(Ag) 배위 구조를 도입해 구리와 은 촉매 활성점이 공존하는 구조를 구현했다.

특히 단순 기능화 수준을 넘어 리간드 도입 비율과 금속 배위 정도를 체계적으로 조절해 촉매의 내재적 활성을 정량적으로 향상시켰다는 점에서 의미가 있다.

연구팀은 이번 성과가 MOF 기반 촉매 설계에서 기능성 도입을 넘어 구조–미세환경–반응성 간 상관관계를 체계적으로 규명한 사례라고 봤다.

김민 교수는 “MOF의 구조적 다양성과 리간드 비율 조절 전략을 결합하면 생체 효소에 근접하는 정밀한 촉매 미세환경을 인공적으로 구현할 수 있다”며 “향후 산화 반응을 비롯 다양한 연쇄 반응과 환경·바이오 응용 분야로의 확장이 기대된다”고 말했다.