8일(현지시간) 올해 노벨화학상을 수상한 기타가와 스스무 일본 교토대 교수, 리처드 롭슨 호주 멜버른대 교수, 오마르 야기 미국 UC버클리대 교수 등 3명의 화학자가 개발한 ‘금속유기골격체’(MOF)가 다시금 재조명받고 있다. 노벨위원회는 이날 “이들의 연구는 원자와 분자가 결합하는 방식을 근본적으로 확장시켜 인류가 원하는 성질의 물질을 설계할 수 있는 시대를 열었다”고 평가했다. MOF는 새로운 형태의 분자 구조로, 금속 이온과 유기 리간드를 조합해 만든 다공성 물질이다. 유기 리간드는 금속 이온과 결합해 복합체를 형성하는 유기 분자를 뜻한다. 금속 이온은 긴 유기(탄소 기반) 분자에 의해 연결되고 은행 적금 금리 , 그 결합으로 이뤄진 구조에는 커다란 동공(pore)이 생긴다. 이런 구조로 인해 물질의 표면적이 넓어 다른 분자들과 더 많이 반응해 내부에 이온과 분자를 담을 수 있어 기체 저장과 분리, 촉매, 약물 전달 등 다양한 분야에 응용할 수 있다. 특히 내부에 분자가 드나들 수 있는 구멍들이 가득해 사막 공기에서 물을 추출하거나 이산화탄소를 포집하는 데 활용할 외환은행 주택담보대출 수 있다. 주상훈 서울대 화학과 교수는 “흡착제로 쓰이는 숯을 현미경으로 확대해 보면 엄청나게 많은 구멍이 있고, 표면적이 엄청나게 넓은 물질임을 확인할 수 있다”며 “1g에 표면적이 1000∼2000㎡이 들어가는 셈으로, 1g 안에 축구장 하나가 들어가 이산화탄소 포집 등 여러 분야에 활용할 수 있는 무궁무진한 물질”이라고 말했다. MOF를 활용해 대기 히토데 중의 이산화탄소를 빠르게 포집할 수 있다면 인류에게 닥친 기후위기에 적절히 대처할 수 있을 전망이다. 최근에는 MOF를 가스 저장과 수소 연료 저장 등 에너지 분야에 활용하기 위한 다양한 연구가 시도되고 있다. 주 교수는 “수소 가스, 메탄 가스 등을 MOF에 저장할 수 있고, 최근에는 물을 흡착할 수 있는 연구결과가 나와 물 부족 국가인 아프리카 지역에 2금융개인신용대출 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 이런 연구 노력으로 MOF는 대규모 상용화를 앞두고 있다. 김자헌 숭실대 교수는 “최근 캐나다에서 MOF를 이용해 이산화탄소를 포집하는 기술이 상용화 직전 단계까지 갔다”며 MOF의 산업적 활용성을 소개했다. 국내에서도 LG전자가 MOF를 공기청정기 필터에 적용해 냄새 제거 성능을 크게 높인 제품을 출시된 바 있다 면세사업자 . 다만 MOF 대량 생산을 위해선 비싼 용매의 가격을 낮추기 위한 경제성 확보 노력이 뒷받침돼야 한다. 노벨위원회는 “금속-유기 골격은 엄청난 잠재력을 가지고 있으며, 새로운 기능을 가진 맞춤형 소재에 이전에는 상상하지 못했던 무한한 기회를 제공한다”고 말했다. 올해 3명의 노벨화학상 수상자에 기타가와 스스무 일본 교토대 명예교수가 포함됨에 따라 일본은 지난 6일 노벨생리학상에 이어 두 번째 수상자를 배출하며 기초과학 강국임을 다시한번 입증했다. 이로써 일본은 일본에서 태어난 뒤 외국 국적을 취득한 4명을 포함해 일본인 개인이 노벨상을 받은 것은 30번째다. 아울러 올해처럼 한 해 2명 이상의 노벨상 수상자를 배출한 것은 5번째로, 2015년 이후 10년 만이다. 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr
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