9일 KAIST에 따르면 생명화학공학과 최민기 교수 연구팀이 효소의 단백질과 유사한 고분자를 이용해 금속 활성점과의 상호작용을 조절한 새로운 촉매 설계 방법을 제시했다.

촉매는 기초 유분 생산에서부터 다양한 화학 제품 제조까지 대부분의 석유화학 공정에서 사용되는 물질로, 공정의 경제·친환경성을 위해 원하는 생성물만 만들어내는 높은 선택성이 필요하다.

효소는 지구상 존재하는 촉매 중 가장 높은 선택성을 보이는데, 단백질이 활성점을 둘러싸고 있어 상호작용에 따라 특정 반응물만 선택적으로 접근할 수 있도록 조절하기 때문이다.

연구팀은 금속과 상호작용을 할 수 있는 작용기를 포함한 고분자를 합성하고 팔라듐 금속 입자를 포함한 촉매를 만들었다. 고분자가 금속을 둘러싼 형태다.

이 촉매를 플라스틱, 비닐, 접착제 등의 기본 핵심 원료인 에틸렌 생산 공정에 적용하자 높은 선택도를 보였다.

에틸렌은 주로 나프타를 분해해 생산하는데 불순물인 미량의 아세틸렌이 포함돼 있어 에틸렌을 소모하지 않으면서 아세틸렌만 선택적으로 제거하는 기술이 핵심이다. 개발 촉매는 아세틸렌에만 접근했다.

최민기 교수는 "자연계 효소의 원리를 모방해 고분자와 금속 사이의 상호작용을 조절하고 원하는 반응물만 선택적으로 전환할 수 있으면서도 매우 우수한 안정성을 가지는 촉매 설계 방법은 세계적으로 보고된 바가 없던 새로운 개념"이라며 "향후 높은 선택도가 필요한 다양한 화학반응에 폭넓게 응용 및 적용될 수 있을 것"이라고 말했다.