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층상 복수산화물에 기능성 유기분자의 삽입과 응용

전문가 제언: ○ 층상구조 물질(host라 부름)은 자신이 가지고 있는 각층의 구조를 그대로 유지하면서 층 사이에 외부의 원자, 이온 또는 분자(guest)등을 삽입시키는 반응을 topochemical reaction 이라 한다. 이 경우 반응성은 물질의 화학성분보다 결정구조에 지배받으며, intercalation과 topochemical substitution으로 구분된다.

○ LDH는 층상 복수산화물(Layered Double Hydroxide)이며, 지구상에 존재하는 점토 속의 성분으로 두 층의 수산화기 사이에 2가 금속과 3가 금속이 들어 있는 독특한 이중 층상구조를 하고 있으며 그에 따라 여러 가지 물리적, 화학적 특성을 나타내고 있다.

○ LDH는 음이온 무기교환제이기 때문에 지하수 및 토양오염 완화에 사용될 수 있으며, 층 사이에 촉매능력이 있는 음이온성 guest를 가지고 있으면 촉매의 수명과 활성을 증진시키는 데 사용될 수 있다.

○ 최근 연구는 대환상 유기 음이온에 의한 다공성 나노 복합재료에 대한 연구와 생체 관련연구 및 의약성분 이용에 대하여 연구가 진행되고 있다. 특히 의약분야에서는 LDH을 이용하여 의약성분의 container제, delvery제 등에 대한 연구가 많이 되고 있다.

○ 점토는 그간에 주로 무기재료로 우선 도자기에 사용되는 원료로 많이 인식되어 있으나 실제 종류도 다양하고 그 용도가 점점 확대되는 추세이다. 그 중에서도 LDH는 합성이 용이하고 금속이온과 조합하여 조성을 다양화시킬 수 있고, 생체 친화성, 환경 저부하성, 자원순환성이라는 특성 때문에 새로운 응용이 기대되고 있다.

○ 국내는 아직 점토에 대하여 활발한 연구가 없었다. 일부 대학이나 벤처기업에서 인공 점토광물의 합성이나 약물전달에 응용을 위한 노력이 진행되고 있다. 점토는 국내에도 많은 매장량을 가지고 있어 자원에 대한 문제가 없으므로, 재료개발 분야의 연구 및 제품개발 관련 사람들이 점토 활용에 대하여 관심이 있기를 바란다.

저자: Eiichi NARITA, Sumio AISAWA
자료유형: 학술정보