이용재 교수팀, ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie)’誌 논문 게재



압력이 제올라이트의 이온 교환 특성을 획기적으로 개선할 수 있다는 연구 결과가 지구시스템과학과 이용재 교수 연구팀의 주도로 밝혀졌다.
본 연구에서는 대기압의 수천수만 배의 압력 하에서 나노미터 이하 크기 동공의 독특한 팽창현상을 보이는 제올라이트 나트로라이트를 이용하여 일반적인 조건에서는 일어나지 않는 3가 유로 피움 양이온의 치환을 고압에서 유도했다. 이를 상압으로 전환하여 수축된 동공 내부에 가두어 둘 수 있다는 원자단위의 기작을 실험을 통해 입증했다. 유로 피움은 란탄족 계열을 대표하는 원소로써 다양한 발광소자의 원료로 사용되는 희토류 물질이며 우라늄 등 유해한 핵종이온과 비슷한 거동을 보이는 것으로도 알려져 있는 원소이다. 그렇기 때문에 본 연구 결과가 시사하는 바가 크고, 고압을 이용한 새로운 기술개발의 가능성을 보여준 사례로도 평가되고 있다.
이러한 고압연구를 위해 이용재 교수 연구팀은 지난 2년간 다이아몬드를 앤빌(anvil)로 사용하는 소형 고압기와 전통적인 유압프레스를 각각 국내외의 방사광가속기 연구시설과 우리대학교 지구시템과학과의 다양한 분석장비를 접목하여 사용했다. 본 연구는 이용재 교수가 주도하는 글로벌연구실사업과 원자력기술개발사업의 지원을 받아 이루어졌고, 논문에는 세 명의 박사과정생(이용문, 성동훈, 임준혁)과 함께 지구시스템과학과 학부생 두 명(황희정, 김태현)도 실험에 참여하여 공저자로 포함되어 있다.
이번 연구 결과는 ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie Int. Ed.)’지(IF=12.73) 온라인을 통해 4월 4일 처음 공개됐다.