- KIST, 간단한 구조제어로 최고 수준의 제독성능을 갖는 대용량 촉매 합성법 개발 - 향후 실증화로 차세대 보호복/방독면 및 산업폐기물 처리에 적용 기대 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 물질구조제어연구센터 백경열 박사팀은 원재료의 농도 및 산도(pH) 조절과 같은 간단한 방법을 통해 높은 효율을 보이는 나노미터 수준의 균일한 입자크기의 지르코늄(Zr) 기반의 제독 촉매를 대량으로 합성하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 활성탄 기반의 제독제는 독성 화학물질을 흡착만 한다. 그렇기 때문에, 이 흡착된 독성 물질을 제거하는 재처리 과정에서 2차 오염 문제가 발생했다. 또한 기존의 제독촉매 소재는 복잡한 유기물을 합성하는 과정이 필요해 대량생산이 어려운 한계를 갖고 있었다. KIST 연구진은 기존 제독방법인 흡착의 한계를 넘은 직접 독성제거가 가능한 촉매 소재를 개발했다. 연구진은 금속유기물 골격체(MOF, Metal-Organic Framework) 중 가격이 저렴하고 제조방법이 간단한 ‘UiO-66’ 이라는 소재를 기반으로 약 100㎚ 입자크기의 MOF 합성에 성공했다. 새로 개발된 촉매는 기존 촉매의 1/6수준의 부피를 가지고 있어, 부피 대비 표면적이 높아 기존 소재보다 100배 이상 높은 반응효율을 기록하여 세계 최고 수준의 제독 성능을 보였다. 또한, KIST 연구진은 양자화학계산을 통해 기존의 촉매소재가 일회성 사용에 그쳤던 원인을 밝혀냈다. 이는 향후 지속 사용가능한 촉매 시스템을 개발하고, 실제 코팅소재 및 방독면 등에 응용할 수 있는 밑거름이 될 것으로 기대된다. KIST 백경열 박사는 “이번 연구를 통해 개발된 촉매소재는 화학무기의 독성을 근본적으로 제거하는 방법이다”라며, “기존의 제독제와 함께 사용하면 화학무기 또는 고위험성 화학물질로부터 보다 능동적으로 국민의 생명과 안전을 지킬 수 있을 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민) 지원으로 국가과학기술연구회(NST) 민군융합기술 연구사업으로 수행되었으며, 연구결과는 촉매 분야의 국제 학술지인 ‘Applied Catalysis B: Environmental’ (IF : 11.698, JCR 상위 1.000%) 최신호에 온라인 게재되었다. * (논문명) Facile control of defect site density and particle size of UiO-66 for enhanced hydrolysis rates: insights into feasibility of Zr(IV)-based metal-organic framework (MOF) catalysts - (제1저자) 한국과학기술연구원 조계용 박사((현)Texas A&M University) 한국과학기술연구원 서진영 연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 백경열 책임연구원 <그림설명> (a) 가격 경쟁력을 가지면서, 쉽고 간단한 방법으로 촉매활성을 극대화시킨 MOF 나노-촉매소재의 고용량 제조방법 개발을 통하여 본 소재의 실증화 가능성 규명 (b) 양자화학계산법을 기반으로 반응 에너지의 계산을 통하여 촉매 반응 메커니즘 규명 및 해석 (c) 기존과 달리 고성능의 촉매성능을 지속할 수 있는 제독 시스템 개발과 실증화된 코팅소재, 보호의 또는 방독면 등으로의 응용개발에 있어서 새로운가능성을 이론적으로 제시

- KIST, 간단한 구조제어로 최고 수준의 제독성능을 갖는 대용량 촉매 합성법 개발 - 향후 실증화로 차세대 보호복/방독면 및 산업폐기물 처리에 적용 기대 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 물질구조제어연구센터 백경열 박사팀은 원재료의 농도 및 산도(pH) 조절과 같은 간단한 방법을 통해 높은 효율을 보이는 나노미터 수준의 균일한 입자크기의 지르코늄(Zr) 기반의 제독 촉매를 대량으로 합성하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 활성탄 기반의 제독제는 독성 화학물질을 흡착만 한다. 그렇기 때문에, 이 흡착된 독성 물질을 제거하는 재처리 과정에서 2차 오염 문제가 발생했다. 또한 기존의 제독촉매 소재는 복잡한 유기물을 합성하는 과정이 필요해 대량생산이 어려운 한계를 갖고 있었다. KIST 연구진은 기존 제독방법인 흡착의 한계를 넘은 직접 독성제거가 가능한 촉매 소재를 개발했다. 연구진은 금속유기물 골격체(MOF, Metal-Organic Framework) 중 가격이 저렴하고 제조방법이 간단한 ‘UiO-66’ 이라는 소재를 기반으로 약 100㎚ 입자크기의 MOF 합성에 성공했다. 새로 개발된 촉매는 기존 촉매의 1/6수준의 부피를 가지고 있어, 부피 대비 표면적이 높아 기존 소재보다 100배 이상 높은 반응효율을 기록하여 세계 최고 수준의 제독 성능을 보였다. 또한, KIST 연구진은 양자화학계산을 통해 기존의 촉매소재가 일회성 사용에 그쳤던 원인을 밝혀냈다. 이는 향후 지속 사용가능한 촉매 시스템을 개발하고, 실제 코팅소재 및 방독면 등에 응용할 수 있는 밑거름이 될 것으로 기대된다. KIST 백경열 박사는 “이번 연구를 통해 개발된 촉매소재는 화학무기의 독성을 근본적으로 제거하는 방법이다”라며, “기존의 제독제와 함께 사용하면 화학무기 또는 고위험성 화학물질로부터 보다 능동적으로 국민의 생명과 안전을 지킬 수 있을 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민) 지원으로 국가과학기술연구회(NST) 민군융합기술 연구사업으로 수행되었으며, 연구결과는 촉매 분야의 국제 학술지인 ‘Applied Catalysis B: Environmental’ (IF : 11.698, JCR 상위 1.000%) 최신호에 온라인 게재되었다. * (논문명) Facile control of defect site density and particle size of UiO-66 for enhanced hydrolysis rates: insights into feasibility of Zr(IV)-based metal-organic framework (MOF) catalysts - (제1저자) 한국과학기술연구원 조계용 박사((현)Texas A&M University) 한국과학기술연구원 서진영 연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 백경열 책임연구원 <그림설명> (a) 가격 경쟁력을 가지면서, 쉽고 간단한 방법으로 촉매활성을 극대화시킨 MOF 나노-촉매소재의 고용량 제조방법 개발을 통하여 본 소재의 실증화 가능성 규명 (b) 양자화학계산법을 기반으로 반응 에너지의 계산을 통하여 촉매 반응 메커니즘 규명 및 해석 (c) 기존과 달리 고성능의 촉매성능을 지속할 수 있는 제독 시스템 개발과 실증화된 코팅소재, 보호의 또는 방독면 등으로의 응용개발에 있어서 새로운가능성을 이론적으로 제시

- KIST, 간단한 구조제어로 최고 수준의 제독성능을 갖는 대용량 촉매 합성법 개발 - 향후 실증화로 차세대 보호복/방독면 및 산업폐기물 처리에 적용 기대 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 물질구조제어연구센터 백경열 박사팀은 원재료의 농도 및 산도(pH) 조절과 같은 간단한 방법을 통해 높은 효율을 보이는 나노미터 수준의 균일한 입자크기의 지르코늄(Zr) 기반의 제독 촉매를 대량으로 합성하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 활성탄 기반의 제독제는 독성 화학물질을 흡착만 한다. 그렇기 때문에, 이 흡착된 독성 물질을 제거하는 재처리 과정에서 2차 오염 문제가 발생했다. 또한 기존의 제독촉매 소재는 복잡한 유기물을 합성하는 과정이 필요해 대량생산이 어려운 한계를 갖고 있었다. KIST 연구진은 기존 제독방법인 흡착의 한계를 넘은 직접 독성제거가 가능한 촉매 소재를 개발했다. 연구진은 금속유기물 골격체(MOF, Metal-Organic Framework) 중 가격이 저렴하고 제조방법이 간단한 ‘UiO-66’ 이라는 소재를 기반으로 약 100㎚ 입자크기의 MOF 합성에 성공했다. 새로 개발된 촉매는 기존 촉매의 1/6수준의 부피를 가지고 있어, 부피 대비 표면적이 높아 기존 소재보다 100배 이상 높은 반응효율을 기록하여 세계 최고 수준의 제독 성능을 보였다. 또한, KIST 연구진은 양자화학계산을 통해 기존의 촉매소재가 일회성 사용에 그쳤던 원인을 밝혀냈다. 이는 향후 지속 사용가능한 촉매 시스템을 개발하고, 실제 코팅소재 및 방독면 등에 응용할 수 있는 밑거름이 될 것으로 기대된다. KIST 백경열 박사는 “이번 연구를 통해 개발된 촉매소재는 화학무기의 독성을 근본적으로 제거하는 방법이다”라며, “기존의 제독제와 함께 사용하면 화학무기 또는 고위험성 화학물질로부터 보다 능동적으로 국민의 생명과 안전을 지킬 수 있을 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민) 지원으로 국가과학기술연구회(NST) 민군융합기술 연구사업으로 수행되었으며, 연구결과는 촉매 분야의 국제 학술지인 ‘Applied Catalysis B: Environmental’ (IF : 11.698, JCR 상위 1.000%) 최신호에 온라인 게재되었다. * (논문명) Facile control of defect site density and particle size of UiO-66 for enhanced hydrolysis rates: insights into feasibility of Zr(IV)-based metal-organic framework (MOF) catalysts - (제1저자) 한국과학기술연구원 조계용 박사((현)Texas A&M University) 한국과학기술연구원 서진영 연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 백경열 책임연구원 <그림설명> (a) 가격 경쟁력을 가지면서, 쉽고 간단한 방법으로 촉매활성을 극대화시킨 MOF 나노-촉매소재의 고용량 제조방법 개발을 통하여 본 소재의 실증화 가능성 규명 (b) 양자화학계산법을 기반으로 반응 에너지의 계산을 통하여 촉매 반응 메커니즘 규명 및 해석 (c) 기존과 달리 고성능의 촉매성능을 지속할 수 있는 제독 시스템 개발과 실증화된 코팅소재, 보호의 또는 방독면 등으로의 응용개발에 있어서 새로운가능성을 이론적으로 제시

- KIST, 간단한 구조제어로 최고 수준의 제독성능을 갖는 대용량 촉매 합성법 개발 - 향후 실증화로 차세대 보호복/방독면 및 산업폐기물 처리에 적용 기대 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 물질구조제어연구센터 백경열 박사팀은 원재료의 농도 및 산도(pH) 조절과 같은 간단한 방법을 통해 높은 효율을 보이는 나노미터 수준의 균일한 입자크기의 지르코늄(Zr) 기반의 제독 촉매를 대량으로 합성하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 활성탄 기반의 제독제는 독성 화학물질을 흡착만 한다. 그렇기 때문에, 이 흡착된 독성 물질을 제거하는 재처리 과정에서 2차 오염 문제가 발생했다. 또한 기존의 제독촉매 소재는 복잡한 유기물을 합성하는 과정이 필요해 대량생산이 어려운 한계를 갖고 있었다. KIST 연구진은 기존 제독방법인 흡착의 한계를 넘은 직접 독성제거가 가능한 촉매 소재를 개발했다. 연구진은 금속유기물 골격체(MOF, Metal-Organic Framework) 중 가격이 저렴하고 제조방법이 간단한 ‘UiO-66’ 이라는 소재를 기반으로 약 100㎚ 입자크기의 MOF 합성에 성공했다. 새로 개발된 촉매는 기존 촉매의 1/6수준의 부피를 가지고 있어, 부피 대비 표면적이 높아 기존 소재보다 100배 이상 높은 반응효율을 기록하여 세계 최고 수준의 제독 성능을 보였다. 또한, KIST 연구진은 양자화학계산을 통해 기존의 촉매소재가 일회성 사용에 그쳤던 원인을 밝혀냈다. 이는 향후 지속 사용가능한 촉매 시스템을 개발하고, 실제 코팅소재 및 방독면 등에 응용할 수 있는 밑거름이 될 것으로 기대된다. KIST 백경열 박사는 “이번 연구를 통해 개발된 촉매소재는 화학무기의 독성을 근본적으로 제거하는 방법이다”라며, “기존의 제독제와 함께 사용하면 화학무기 또는 고위험성 화학물질로부터 보다 능동적으로 국민의 생명과 안전을 지킬 수 있을 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민) 지원으로 국가과학기술연구회(NST) 민군융합기술 연구사업으로 수행되었으며, 연구결과는 촉매 분야의 국제 학술지인 ‘Applied Catalysis B: Environmental’ (IF : 11.698, JCR 상위 1.000%) 최신호에 온라인 게재되었다. * (논문명) Facile control of defect site density and particle size of UiO-66 for enhanced hydrolysis rates: insights into feasibility of Zr(IV)-based metal-organic framework (MOF) catalysts - (제1저자) 한국과학기술연구원 조계용 박사((현)Texas A&M University) 한국과학기술연구원 서진영 연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 백경열 책임연구원 <그림설명> (a) 가격 경쟁력을 가지면서, 쉽고 간단한 방법으로 촉매활성을 극대화시킨 MOF 나노-촉매소재의 고용량 제조방법 개발을 통하여 본 소재의 실증화 가능성 규명 (b) 양자화학계산법을 기반으로 반응 에너지의 계산을 통하여 촉매 반응 메커니즘 규명 및 해석 (c) 기존과 달리 고성능의 촉매성능을 지속할 수 있는 제독 시스템 개발과 실증화된 코팅소재, 보호의 또는 방독면 등으로의 응용개발에 있어서 새로운가능성을 이론적으로 제시

- KIST, 간단한 구조제어로 최고 수준의 제독성능을 갖는 대용량 촉매 합성법 개발 - 향후 실증화로 차세대 보호복/방독면 및 산업폐기물 처리에 적용 기대 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 물질구조제어연구센터 백경열 박사팀은 원재료의 농도 및 산도(pH) 조절과 같은 간단한 방법을 통해 높은 효율을 보이는 나노미터 수준의 균일한 입자크기의 지르코늄(Zr) 기반의 제독 촉매를 대량으로 합성하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 활성탄 기반의 제독제는 독성 화학물질을 흡착만 한다. 그렇기 때문에, 이 흡착된 독성 물질을 제거하는 재처리 과정에서 2차 오염 문제가 발생했다. 또한 기존의 제독촉매 소재는 복잡한 유기물을 합성하는 과정이 필요해 대량생산이 어려운 한계를 갖고 있었다. KIST 연구진은 기존 제독방법인 흡착의 한계를 넘은 직접 독성제거가 가능한 촉매 소재를 개발했다. 연구진은 금속유기물 골격체(MOF, Metal-Organic Framework) 중 가격이 저렴하고 제조방법이 간단한 ‘UiO-66’ 이라는 소재를 기반으로 약 100㎚ 입자크기의 MOF 합성에 성공했다. 새로 개발된 촉매는 기존 촉매의 1/6수준의 부피를 가지고 있어, 부피 대비 표면적이 높아 기존 소재보다 100배 이상 높은 반응효율을 기록하여 세계 최고 수준의 제독 성능을 보였다. 또한, KIST 연구진은 양자화학계산을 통해 기존의 촉매소재가 일회성 사용에 그쳤던 원인을 밝혀냈다. 이는 향후 지속 사용가능한 촉매 시스템을 개발하고, 실제 코팅소재 및 방독면 등에 응용할 수 있는 밑거름이 될 것으로 기대된다. KIST 백경열 박사는 “이번 연구를 통해 개발된 촉매소재는 화학무기의 독성을 근본적으로 제거하는 방법이다”라며, “기존의 제독제와 함께 사용하면 화학무기 또는 고위험성 화학물질로부터 보다 능동적으로 국민의 생명과 안전을 지킬 수 있을 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민) 지원으로 국가과학기술연구회(NST) 민군융합기술 연구사업으로 수행되었으며, 연구결과는 촉매 분야의 국제 학술지인 ‘Applied Catalysis B: Environmental’ (IF : 11.698, JCR 상위 1.000%) 최신호에 온라인 게재되었다. * (논문명) Facile control of defect site density and particle size of UiO-66 for enhanced hydrolysis rates: insights into feasibility of Zr(IV)-based metal-organic framework (MOF) catalysts - (제1저자) 한국과학기술연구원 조계용 박사((현)Texas A&M University) 한국과학기술연구원 서진영 연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 백경열 책임연구원 <그림설명> (a) 가격 경쟁력을 가지면서, 쉽고 간단한 방법으로 촉매활성을 극대화시킨 MOF 나노-촉매소재의 고용량 제조방법 개발을 통하여 본 소재의 실증화 가능성 규명 (b) 양자화학계산법을 기반으로 반응 에너지의 계산을 통하여 촉매 반응 메커니즘 규명 및 해석 (c) 기존과 달리 고성능의 촉매성능을 지속할 수 있는 제독 시스템 개발과 실증화된 코팅소재, 보호의 또는 방독면 등으로의 응용개발에 있어서 새로운가능성을 이론적으로 제시

- KIST, 간단한 구조제어로 최고 수준의 제독성능을 갖는 대용량 촉매 합성법 개발 - 향후 실증화로 차세대 보호복/방독면 및 산업폐기물 처리에 적용 기대 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 물질구조제어연구센터 백경열 박사팀은 원재료의 농도 및 산도(pH) 조절과 같은 간단한 방법을 통해 높은 효율을 보이는 나노미터 수준의 균일한 입자크기의 지르코늄(Zr) 기반의 제독 촉매를 대량으로 합성하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 활성탄 기반의 제독제는 독성 화학물질을 흡착만 한다. 그렇기 때문에, 이 흡착된 독성 물질을 제거하는 재처리 과정에서 2차 오염 문제가 발생했다. 또한 기존의 제독촉매 소재는 복잡한 유기물을 합성하는 과정이 필요해 대량생산이 어려운 한계를 갖고 있었다. KIST 연구진은 기존 제독방법인 흡착의 한계를 넘은 직접 독성제거가 가능한 촉매 소재를 개발했다. 연구진은 금속유기물 골격체(MOF, Metal-Organic Framework) 중 가격이 저렴하고 제조방법이 간단한 ‘UiO-66’ 이라는 소재를 기반으로 약 100㎚ 입자크기의 MOF 합성에 성공했다. 새로 개발된 촉매는 기존 촉매의 1/6수준의 부피를 가지고 있어, 부피 대비 표면적이 높아 기존 소재보다 100배 이상 높은 반응효율을 기록하여 세계 최고 수준의 제독 성능을 보였다. 또한, KIST 연구진은 양자화학계산을 통해 기존의 촉매소재가 일회성 사용에 그쳤던 원인을 밝혀냈다. 이는 향후 지속 사용가능한 촉매 시스템을 개발하고, 실제 코팅소재 및 방독면 등에 응용할 수 있는 밑거름이 될 것으로 기대된다. KIST 백경열 박사는 “이번 연구를 통해 개발된 촉매소재는 화학무기의 독성을 근본적으로 제거하는 방법이다”라며, “기존의 제독제와 함께 사용하면 화학무기 또는 고위험성 화학물질로부터 보다 능동적으로 국민의 생명과 안전을 지킬 수 있을 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민) 지원으로 국가과학기술연구회(NST) 민군융합기술 연구사업으로 수행되었으며, 연구결과는 촉매 분야의 국제 학술지인 ‘Applied Catalysis B: Environmental’ (IF : 11.698, JCR 상위 1.000%) 최신호에 온라인 게재되었다. * (논문명) Facile control of defect site density and particle size of UiO-66 for enhanced hydrolysis rates: insights into feasibility of Zr(IV)-based metal-organic framework (MOF) catalysts - (제1저자) 한국과학기술연구원 조계용 박사((현)Texas A&M University) 한국과학기술연구원 서진영 연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 백경열 책임연구원 <그림설명> (a) 가격 경쟁력을 가지면서, 쉽고 간단한 방법으로 촉매활성을 극대화시킨 MOF 나노-촉매소재의 고용량 제조방법 개발을 통하여 본 소재의 실증화 가능성 규명 (b) 양자화학계산법을 기반으로 반응 에너지의 계산을 통하여 촉매 반응 메커니즘 규명 및 해석 (c) 기존과 달리 고성능의 촉매성능을 지속할 수 있는 제독 시스템 개발과 실증화된 코팅소재, 보호의 또는 방독면 등으로의 응용개발에 있어서 새로운가능성을 이론적으로 제시

- KIST, 간단한 구조제어로 최고 수준의 제독성능을 갖는 대용량 촉매 합성법 개발 - 향후 실증화로 차세대 보호복/방독면 및 산업폐기물 처리에 적용 기대 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 물질구조제어연구센터 백경열 박사팀은 원재료의 농도 및 산도(pH) 조절과 같은 간단한 방법을 통해 높은 효율을 보이는 나노미터 수준의 균일한 입자크기의 지르코늄(Zr) 기반의 제독 촉매를 대량으로 합성하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 활성탄 기반의 제독제는 독성 화학물질을 흡착만 한다. 그렇기 때문에, 이 흡착된 독성 물질을 제거하는 재처리 과정에서 2차 오염 문제가 발생했다. 또한 기존의 제독촉매 소재는 복잡한 유기물을 합성하는 과정이 필요해 대량생산이 어려운 한계를 갖고 있었다. KIST 연구진은 기존 제독방법인 흡착의 한계를 넘은 직접 독성제거가 가능한 촉매 소재를 개발했다. 연구진은 금속유기물 골격체(MOF, Metal-Organic Framework) 중 가격이 저렴하고 제조방법이 간단한 ‘UiO-66’ 이라는 소재를 기반으로 약 100㎚ 입자크기의 MOF 합성에 성공했다. 새로 개발된 촉매는 기존 촉매의 1/6수준의 부피를 가지고 있어, 부피 대비 표면적이 높아 기존 소재보다 100배 이상 높은 반응효율을 기록하여 세계 최고 수준의 제독 성능을 보였다. 또한, KIST 연구진은 양자화학계산을 통해 기존의 촉매소재가 일회성 사용에 그쳤던 원인을 밝혀냈다. 이는 향후 지속 사용가능한 촉매 시스템을 개발하고, 실제 코팅소재 및 방독면 등에 응용할 수 있는 밑거름이 될 것으로 기대된다. KIST 백경열 박사는 “이번 연구를 통해 개발된 촉매소재는 화학무기의 독성을 근본적으로 제거하는 방법이다”라며, “기존의 제독제와 함께 사용하면 화학무기 또는 고위험성 화학물질로부터 보다 능동적으로 국민의 생명과 안전을 지킬 수 있을 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민) 지원으로 국가과학기술연구회(NST) 민군융합기술 연구사업으로 수행되었으며, 연구결과는 촉매 분야의 국제 학술지인 ‘Applied Catalysis B: Environmental’ (IF : 11.698, JCR 상위 1.000%) 최신호에 온라인 게재되었다. * (논문명) Facile control of defect site density and particle size of UiO-66 for enhanced hydrolysis rates: insights into feasibility of Zr(IV)-based metal-organic framework (MOF) catalysts - (제1저자) 한국과학기술연구원 조계용 박사((현)Texas A&M University) 한국과학기술연구원 서진영 연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 백경열 책임연구원 <그림설명> (a) 가격 경쟁력을 가지면서, 쉽고 간단한 방법으로 촉매활성을 극대화시킨 MOF 나노-촉매소재의 고용량 제조방법 개발을 통하여 본 소재의 실증화 가능성 규명 (b) 양자화학계산법을 기반으로 반응 에너지의 계산을 통하여 촉매 반응 메커니즘 규명 및 해석 (c) 기존과 달리 고성능의 촉매성능을 지속할 수 있는 제독 시스템 개발과 실증화된 코팅소재, 보호의 또는 방독면 등으로의 응용개발에 있어서 새로운가능성을 이론적으로 제시

- KIST, 간단한 구조제어로 최고 수준의 제독성능을 갖는 대용량 촉매 합성법 개발 - 향후 실증화로 차세대 보호복/방독면 및 산업폐기물 처리에 적용 기대 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 물질구조제어연구센터 백경열 박사팀은 원재료의 농도 및 산도(pH) 조절과 같은 간단한 방법을 통해 높은 효율을 보이는 나노미터 수준의 균일한 입자크기의 지르코늄(Zr) 기반의 제독 촉매를 대량으로 합성하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 활성탄 기반의 제독제는 독성 화학물질을 흡착만 한다. 그렇기 때문에, 이 흡착된 독성 물질을 제거하는 재처리 과정에서 2차 오염 문제가 발생했다. 또한 기존의 제독촉매 소재는 복잡한 유기물을 합성하는 과정이 필요해 대량생산이 어려운 한계를 갖고 있었다. KIST 연구진은 기존 제독방법인 흡착의 한계를 넘은 직접 독성제거가 가능한 촉매 소재를 개발했다. 연구진은 금속유기물 골격체(MOF, Metal-Organic Framework) 중 가격이 저렴하고 제조방법이 간단한 ‘UiO-66’ 이라는 소재를 기반으로 약 100㎚ 입자크기의 MOF 합성에 성공했다. 새로 개발된 촉매는 기존 촉매의 1/6수준의 부피를 가지고 있어, 부피 대비 표면적이 높아 기존 소재보다 100배 이상 높은 반응효율을 기록하여 세계 최고 수준의 제독 성능을 보였다. 또한, KIST 연구진은 양자화학계산을 통해 기존의 촉매소재가 일회성 사용에 그쳤던 원인을 밝혀냈다. 이는 향후 지속 사용가능한 촉매 시스템을 개발하고, 실제 코팅소재 및 방독면 등에 응용할 수 있는 밑거름이 될 것으로 기대된다. KIST 백경열 박사는 “이번 연구를 통해 개발된 촉매소재는 화학무기의 독성을 근본적으로 제거하는 방법이다”라며, “기존의 제독제와 함께 사용하면 화학무기 또는 고위험성 화학물질로부터 보다 능동적으로 국민의 생명과 안전을 지킬 수 있을 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민) 지원으로 국가과학기술연구회(NST) 민군융합기술 연구사업으로 수행되었으며, 연구결과는 촉매 분야의 국제 학술지인 ‘Applied Catalysis B: Environmental’ (IF : 11.698, JCR 상위 1.000%) 최신호에 온라인 게재되었다. * (논문명) Facile control of defect site density and particle size of UiO-66 for enhanced hydrolysis rates: insights into feasibility of Zr(IV)-based metal-organic framework (MOF) catalysts - (제1저자) 한국과학기술연구원 조계용 박사((현)Texas A&M University) 한국과학기술연구원 서진영 연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 백경열 책임연구원 <그림설명> (a) 가격 경쟁력을 가지면서, 쉽고 간단한 방법으로 촉매활성을 극대화시킨 MOF 나노-촉매소재의 고용량 제조방법 개발을 통하여 본 소재의 실증화 가능성 규명 (b) 양자화학계산법을 기반으로 반응 에너지의 계산을 통하여 촉매 반응 메커니즘 규명 및 해석 (c) 기존과 달리 고성능의 촉매성능을 지속할 수 있는 제독 시스템 개발과 실증화된 코팅소재, 보호의 또는 방독면 등으로의 응용개발에 있어서 새로운가능성을 이론적으로 제시

- 기능성 고분자 설계를 통한 제독촉매 복합화로 다양한 기재에 제독코팅 - 차세대 보호의 및 보호장비, 화학물질 누출 오염처리에 기여할 것으로 전망 고독성 유기화합물은 무색무취의 특성을 가지며 극소량으로 대량학살이 가능하여 전 세계적으로 화학무기금지협약을 통해 사용을 금지하고 있다. 그럼에도 불구하고 최근 화학무기를 사용한 사례가 발생하여 이에 대응하기 위한 방호소재 개발의 필요성이 대두되고 있다. 현재 주로 활성탄을 사용하여 독성 화학물질을 흡착하는 보호의 및 방독면으로 화학무기에 대응하고 있으나, 2차 오염 등의 문제가 있어 독성을 원천적으로 제거할 수 있는 제독촉매의 개발이 요구되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 물질구조제어연구센터 백경열 책임연구원 연구팀이 2019년 나노기반 제독촉매를 개발한 데 이어, 가공과 코팅이 용이한 제독용 복합소재의 개발에 성공했다고 밝혔다. 기존에 개발한 금속유기골격체(Metal-Organic Framework, MOF) 제독촉매는 제독 성능은 높지만 모래와 같이 부서지는 입자 형태로 되어 있어 군복 및 군용장비 코팅에 실용화하지 못하고 있었다. 백경열 책임연구원 연구팀은 이러한 문제를 극복하기 위해 기능성 고분자를 설계하고 이를 제독촉매와 혼합함으로써 필름, 섬유 등의 형태로 가공할 수 있으면서도 성능을 유지할 수 있는 신개념 제독기술을 개발하였다. 연구팀은 기존에 개발하였던 나노미터 수준의 지르코늄(Zr) 기반 제독촉매의 높은 반응성을 유지하면서 가공성을 향상시키는 기능성 고분자형 지지체를 신규로 개발하여 이를 혼합한 복합소재를 제독촉매로 이용하였다. 군복 및 군용장비의 스프레이 공정에 복합소재를 적용하여 제독 코팅층을 형성하고, 실제 화학무기인 신경작용제 소만(GD)을 이용하여 제독성능을 테스트한 결과, 개발한 소재가 제독용 코팅소재로써 실증적용이 가능한 것으로 확인하였다. KIST 백경열 책임연구원은 “기존에 보고된 전기방사법이 아닌 단순 스프레이 공정을 통해서 넓은 면적까지 빠른 속도로 코팅이 가능하며 화학무기의 독성을 손쉽게 제거할 수 있다는 것이 이번 연구의 차별점”이며, “스프레이 코팅을 통하여 유사시 군복과 군용장비에 사전제독뿐만 아니라 오염된 부분의 사후제독도 가능하여 보다 효과적으로 화학무기 또는 고독성 화학물질로부터 군인 및 국민의 생명과 안전을 지킬 수 있을 것으로 기대한다”고 연구 의의를 밝혔다. 본 연구는 KIST 안보·재난안전기술단과의 협력으로 기관고유사업 (K-DARPA) 및 과학기술정보통신부의 지원으로 수행되었으며, 연구결과는 복합체 분야의 국제 학술저널인 ‘ACS Applied Materials & Interfaces’(IF : 10.383, JCR 상위 14.05%) 최신호에 온라인 게재되었다. * (논문명) Feasible Detoxification Coating Material for Chemical Warfare Agent using PMMA-BPEI Copolymer and Metal-Organic Framework Composites - (제 1저자) 한국과학기술연구원 서진영 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 백경열 책임연구원 [그림 설명] [그림 1] 기능성 고분자 지지체와 나노제독촉매를 활용한 코팅소재 개발 전략 및 화학무기 분해에 관한 모식도 [그림 2] KIST 연구진이 개발한 제독촉매 분말(좌)과 제독촉매를 유리에 코팅한 소재(우)

- 기능성 고분자 설계를 통한 제독촉매 복합화로 다양한 기재에 제독코팅 - 차세대 보호의 및 보호장비, 화학물질 누출 오염처리에 기여할 것으로 전망 고독성 유기화합물은 무색무취의 특성을 가지며 극소량으로 대량학살이 가능하여 전 세계적으로 화학무기금지협약을 통해 사용을 금지하고 있다. 그럼에도 불구하고 최근 화학무기를 사용한 사례가 발생하여 이에 대응하기 위한 방호소재 개발의 필요성이 대두되고 있다. 현재 주로 활성탄을 사용하여 독성 화학물질을 흡착하는 보호의 및 방독면으로 화학무기에 대응하고 있으나, 2차 오염 등의 문제가 있어 독성을 원천적으로 제거할 수 있는 제독촉매의 개발이 요구되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 물질구조제어연구센터 백경열 책임연구원 연구팀이 2019년 나노기반 제독촉매를 개발한 데 이어, 가공과 코팅이 용이한 제독용 복합소재의 개발에 성공했다고 밝혔다. 기존에 개발한 금속유기골격체(Metal-Organic Framework, MOF) 제독촉매는 제독 성능은 높지만 모래와 같이 부서지는 입자 형태로 되어 있어 군복 및 군용장비 코팅에 실용화하지 못하고 있었다. 백경열 책임연구원 연구팀은 이러한 문제를 극복하기 위해 기능성 고분자를 설계하고 이를 제독촉매와 혼합함으로써 필름, 섬유 등의 형태로 가공할 수 있으면서도 성능을 유지할 수 있는 신개념 제독기술을 개발하였다. 연구팀은 기존에 개발하였던 나노미터 수준의 지르코늄(Zr) 기반 제독촉매의 높은 반응성을 유지하면서 가공성을 향상시키는 기능성 고분자형 지지체를 신규로 개발하여 이를 혼합한 복합소재를 제독촉매로 이용하였다. 군복 및 군용장비의 스프레이 공정에 복합소재를 적용하여 제독 코팅층을 형성하고, 실제 화학무기인 신경작용제 소만(GD)을 이용하여 제독성능을 테스트한 결과, 개발한 소재가 제독용 코팅소재로써 실증적용이 가능한 것으로 확인하였다. KIST 백경열 책임연구원은 “기존에 보고된 전기방사법이 아닌 단순 스프레이 공정을 통해서 넓은 면적까지 빠른 속도로 코팅이 가능하며 화학무기의 독성을 손쉽게 제거할 수 있다는 것이 이번 연구의 차별점”이며, “스프레이 코팅을 통하여 유사시 군복과 군용장비에 사전제독뿐만 아니라 오염된 부분의 사후제독도 가능하여 보다 효과적으로 화학무기 또는 고독성 화학물질로부터 군인 및 국민의 생명과 안전을 지킬 수 있을 것으로 기대한다”고 연구 의의를 밝혔다. 본 연구는 KIST 안보·재난안전기술단과의 협력으로 기관고유사업 (K-DARPA) 및 과학기술정보통신부의 지원으로 수행되었으며, 연구결과는 복합체 분야의 국제 학술저널인 ‘ACS Applied Materials & Interfaces’(IF : 10.383, JCR 상위 14.05%) 최신호에 온라인 게재되었다. * (논문명) Feasible Detoxification Coating Material for Chemical Warfare Agent using PMMA-BPEI Copolymer and Metal-Organic Framework Composites - (제 1저자) 한국과학기술연구원 서진영 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 백경열 책임연구원 [그림 설명] [그림 1] 기능성 고분자 지지체와 나노제독촉매를 활용한 코팅소재 개발 전략 및 화학무기 분해에 관한 모식도 [그림 2] KIST 연구진이 개발한 제독촉매 분말(좌)과 제독촉매를 유리에 코팅한 소재(우)