혁신적인 3D 탄소나노 물질 합성 방법 개발
기사 발행일 : 2020-08-12
탄소나노 물질인 풀러린(fullerene, 1996년 노벨상), 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(Graphene, 2010년 노벨상) 등은 우수하고 실용적인 물성에 의해 과학의 다양한 분야에서 사용되고 있다. 새로 제안된 탄소나노 물질은 Mackay의 이론연구를 기반으로한 3D 나노탄소(Mackay Crystal)이다. 그러나 위와 같은 3D 나노탄소를 합성하는데 있어서, 주기적으로 형성되는 분자 내 팔각구조(8-membered ring)를 효율적으로 합성하는 것이 3D 나노탄소 연구의 도전과제 중 하나이다.
Institute of Transformative Bio-Molecules(ITbM)의 Dr.Kenichiro Itami 연구팀은 팔각구조를 포함한 새로운 3D탄소나노 물질 합성에 성공하였다. 이 연구에서는 팔라듐(Pd) 촉매 하의 교차 짝지음 반응(cross-coupling reaction)을 이용하였고, 다환 방향족 탄화수소(Polycyclic aromatic hydrocarbons)로 3D 나노탄소 물질 내에 팔각구조형성에 성공하였다*.
이 연구는 새로운 3D 탄소나노 기반 분자들의 발견 및 미래 소재개발에 이바지 할 것으로 예상된다.
*팔각구조의 탄소결합이 중요한 이유는 3D 탄소나노 물질의 핵심인negatively curved polyaromatic 구조를 가질 수 있기 때문이다. 현재까지 사용된 팔각구조를 가지는 나노탄소 물질의 합성방법들은 수율이 27%로 매우 낮았기 때문에 위 합성방법의 94%의 수율은 3D탄소나노 물질의 범용화에 있어 큰 의미를 지닐 것으로 생각된다.
