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고효율.고선택적 마이크로파 합성반응

전문가 제언: ○ 마이크로파는 극초단파라고도 불리는 전자파의 일종이다. 엄밀하게 정의되어 있지는 않으나 파장이 1㎝로부터 1m, 주파수가 300MHz로부터 30GHz(300GHz까지의 밀리미터파를 포함하는 경우도 있다) 영역의 전파이다.

○ 마이크로파는 제2차 세계대전 중에 레이더용으로 개발․이용되었고, 그 후 통신기기 등에 폭넓게 이용되고 있다. 특히 휴대전화나 무선 LAN 등에서 최근 그 활용이 확대되고 있다. 1946년 레이더 개발 중에 우연히 마이크로파가 식품을 급속히 가열하는 것이 발견되었다. 이것은 전자레인지의 발명으로 연결되었다. 현재 마이크로파는 식품의 가열과 건조, 살균, 고무의 가류, 고분자의 가교 및 세라믹의 소성 등의 용도 외에 암 치료 등 의료 분야에서도 널리 사용되고 있다.

○ 그러나 마이크로파를 화학합성 프로세스, 특히 유기합성이나 고분자합성 프로세스에의 응용은 상대적으로 늦었다. 1986년에 캐나다의 Gedye 등이 벤즈아미드(benzamide)의 가수분해와 안식향산의 에스테르화 등에 적용하였고, 미국의 Glguere 등의 그룹이 안트라센에 Diels-Alder 부가반응 등에 적용하여 큰 가속효과를 본 것이 최초의 일이다.

○ 유기합성이나 고분자합성에 있어서 마이크로파를 이용함으로써 초고속화, 수율 및 순도의 향상, 선택성 향상, 용매 절감 등 커다란 효과를 얻을 수 있다. 반응 프로세스의 반응조건을 완화하고 환경부하 저감, 플랜트의 소형화, 공정 간략화 및 큰 에너지 효과 등을 기대할 수 있다.

○ 현재 유럽 국가들에서는 마이크로파합성의 기초연구와 함께 실용화를 향한 기술개발이 진행되고 있다. 세계적으로 화학자, 마이크로파 엔지니어 및 플랜트 엔지니어들의 협력이 화학 프로세스의 새로운 도구로 기대되는 마이크로파 이용기술의 실용화에 매우 중요하다.

저자: Masao Tokuda
자료유형: 학술정보