수상자들, MOF 설계·합성 능력 확립 기여
합성·촉매 등 다양한 용도 발굴 산업계 참여
[서울와이어=이민섭 기자] '금속유기구조체(MOF)'를 설계하고 발전시킨 3명의 연구자에게 올해 노벨 화학상이 수여됐다. MOF의 다양한 응용분야가 발굴됐고 화학자들에게 여러 도전 과제를 풀 새 기회가 제공돼 인류 문명에 큰 기여가 이뤄졌다.
10일 학계에 따르면 스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 기타가와 스스무 일본 교토대 교수, 리차드 롭슨 호주 멜버른대 교수, 오마르 야기 미국 캘리포니아대 버클리캠퍼스 교수를 노벨화학상 수상자로 선정했다고 지난 8일(현지시간) 발표했다.
원자는 탄소·질소·염소처럼 특정한 방식으로 결합을 만든다. 롭슨 교수는 원자의 고유 성질을 이용해 서로 다른 유형의 분자를 연결하면 새로운 분자 구조물을 설계할 수 있지 않을까 고민했다. 그는 규칙적인 결정 구조를 이루고 수많은 공동을 가진 새 화학 물질을 국제 학술지 Journal of the American Chemical Society에 1989년 발표했다.
롭슨 교수의 구조물은 너무 약해 쉽게 무너지는 약점이 있었다. 기타가와 교수는 ▲물질 불안정 ▲용도 불분명 문제를 해결하기 위해 1997년 안정적이고 기능성이 있는 MOF 구조물을 만들었다. 하지만 연구 과정에서 연구비 제안서가 여러번 반려되자, 화학 학술지 Bulletin of the Chemical Society of Japan에 MOF의 장점으로 ▲다양한 분자로 만들 수 있어 다양한 기능을 통합시킬 수 있는 큰 잠재력 ▲단단한 제올라이트와 달리 유연한 물질을 만들 수 있다는 점 등이 있다고 제안했다.
오마르 야기 교수는 2002~2003년 MOF의 토대를 마무리했다. 오마르 야기 교수는 MOF를 변형·개조해 서로 다른 특성을 부여할 수 있음을 보였고 ▲메탄 저장 ▲천연가스 차량 연료 등으로 활용 가능하다고 발표했다.
노벨위원회에 따르면 3명의 연구자 덕분에 예측 가능한 MOF 설계·합성 능력이 확립됐다. MOF는 조절 가능한 기공·다양한 화학 기능성 등의 특성으로 응용 분야가 광범위하고 안정성·경제성이 향샹돼 산업 공정에서 유용성을 입증하고 있다.
산업계는 MOF의 응용·확장에 참여해 ▲가스 저장 ▲합성·촉매 ▲유해물질 포집·분해 ▲에너지 변환·저장 등 다양한 용도를 발굴했다. 노벨위원회 관계자는 "MOF 탐구는 더 큰 돌파구를 낳고, 첨단 소재 개발의 주춧돌이 될 것"이라고 말했다.