수작업 등으로 진행됐던 합성·추출 손쉽게 처리
[데일리포스트=신종명기자] 그동안 수작업과 공학기술 한계 등으로 처리가 어려웠던 화합물 합성과 추출을 원통을 이용해 손쉽게 처리할 수 있는 기술이 국내 연구팀에 의해 개발됐다.
기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질 연구단 소속 바르토슈 그쥐보프스키 그룹리더(울산과학기술대학교 특훈교수) 연구팀은 ‘용해 층별로 화학 합성을 조절하는 회전하는 원통 시스템’을 개발했다.
이번 연구에는 그쥐보프스키 교수와 올게르 시불스키 IBS 선임연구원이 공동 제1저자로 참여했고, 최성열 울산과학기술대학교 교수 등이 교신저자 등으로 동참했다.
이 시스템은 서로 섞이지 않는 용액들은 밀도 순서대로 쌓이고, 빠르게 회전하는 원통에서 원심력 때문에 밀도가 높은 액체가 바깥으로 쏠린다는 점을 착안, 용매들을 시험관처럼 사용하는 방식이다.
그 결과 반응물을 이동 또는 분리하고, 화학반응도 순차적으로 조절할 수 있다고 연구팀은 설명했다.
그동안 화학 합성은 자동화 장치를 이용하거나 반응물의 흐름을 조절하는 데 고도의 공학 기술이 필요하다는 지적을 받아 왔다.
석유화학공장의 경우 공학 기술의 문제 등으로 손으로 한 단계씩 화합물을 합성해 처리하다 보니 생산 시간이 길고 생산량에도 한계가 있었다.
연구팀은 이번 연구를 이용해 의학 화합물의 단계적 합성뿐 아니라, 혼합물에서 p-니트로벤조에이트 나트륨과 페닐알라닌 등 특정 유기물도 추출할 수 있다는 점도 확인했다.
이와 함께 분자보다 큰 박테리아나 나노입자도 회전하는 용매에서 제어할 수 있다는 점도 밝혀냈다.
연구팀은 이번 기술개발로 반응물의 혼합·분리·추출을 하나의 반응 용기에서 정밀하게 조절할 수 있고, 중소규모 화학 합성 시간과 비용도 줄일 수 있게 됐다고 평가했다.
시불스키 연구위원은 “이번에 개발한 시스템은 합성 과정에 영향을 미칠 수 있는 핵심 변수들을 자유자재로 조절할 수 있다”고 설명했다.
시불스키 연구위원은 이어 “용매 층 사이 작용을 조절해 기존에 추출이 어려웠던 화합물까지 추출할 수 있어 활용성이 무궁무진하다”고 덧붙였다.
연구 결과는 세계적인 자연과학 분야 학술지 네이처(Nature)지에 게재됐다.