생체 내 단백질 촉매인 효소 모방...산업용 촉매 설계 새로운 장 열어
한국과학기술원(KAIST)이 30일 단백질 촉매인 효소를 모방해 새로운 개념의 산업용 촉매 개발에 성공했다고 밝혔다.
KAIST 생명화학공학과 최민기, 화학과 김형준 교수 공동연구팀은 자연계 효소와 동일한 원리로 반응물을 선택적 전환할 수 있는 고성능 산업용 촉매를 개발했다.
연구팀은 촉매 개발을 위해 단백질과 같이 부드럽고 유동성, 열화학적 안정성을 지닌 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide, PPS)라는 엔지니어링 플라스틱 물질을 이용했다.
이어 연구팀은 새로운 촉매를 이용해 석유화학의 에틸렌 생산 공정 중 매우 중요한 아세틸렌 수소화 반응에 적용한 결과 1% 미만의 아세틸렌은 금속 입자를 둘러싸고 있는 고분자막을 투과해 쉽게 전환된느 대신 99% 이상의 에틸렌은 가로막혀 촉매 반응이 진행되지 않아 기존 팔라듐 촉매와 비교했을 때 선택도는 2배, 안정성은 10배 이상 증진됨을 확인했다.
최민기 교수는 "자연계의 효소를 모방해 원하는 반응물만 선택적으로 전환할 수 있으면서도 매우 우수한 안정성을 갖는 촉매 설계 방법은 세계적으로 보고된 바가 없던 새로운 개념ˮ이라며 "향후 높은 선택도가 있어야 하는 다양한 화학반응에 폭넓게 응용 및 적용될 수 있을 것ˮ이라고 전망했다.
한편 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자 지원사업과 LG화학의 지원으로 이뤄졌으며 국제학술지 `사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 게재됐다.
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