천연 제올라이트

 실리콘(Si)과 알루미늄(Al)으로 이뤄진 결정형 광물인 제올라이트(Zeolite)는 결정 내부에 작은 분자들이 드나들 수 있는 작은 구멍들이 규칙적으로 뚫려 있다. 이 작은 구멍 표면에는 무수히 많은 촉매 활성점이 있어 반응 대상 분자들이 드나들 때 촉매 작용을 일으킨다. 이러한 성질 때문에 제올라이트는 가솔린 생산 등 각종 석유화학산업 전반에서 가장 널리 쓰이는 촉매제다.

하지만 기존 제올라이트는 결정 내부의 구멍 크기가 1nm(10억분의1m) 이하로 매우 작아 큰 분자가 드나들기 힘들고 이 때문에 반응 대상 분자의 확산 속도가 느려지는 단점이 있었다. 지난 1992년 미국의 엑손모빌사 연구진이 구멍 크기를 30nm까지 조절할 수 있는 제올라이트 물질을 개발했지만 비결정질이어서 촉매제로서 효율이 크게 떨어져 상용화되지 못했다.

이 때문에 지난 20여년 동안 국제 제올라이트 학계에서는 결정 구멍 크기를 키우고 작은 구멍(마이크로 나노기공)과 그보다 더 큰 크기의 구멍(메조 나노기공)이 동시에 규칙적으로 배열될 수 있는 물질을 개발하는 것이 숙원이었다. 이 숙원을 국내 연구진이 해결했다.