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최근 국내에서 불산 등의 각종 유해화합물이 누출되는 사고가 일어나
사회적 문제가 되곤 했다.
화학 물질은 우리 생활에 유용한 물질을 제조하는데
반드시 필요하지만, 위험성을 갖고 있어
안전하고 효율적인 활용기술 개발은 매우 중요하다. .
미래창조과학부는 이러한 위험성을 줄여줄 화학공정 과정이
국내 연구진에 의해 개발됐다고 24일 밝혔다.
[랩온어칩]과 [통합형 미세유체시스템]을 이용해
독성이 강한 화학물질을 누출없이 반응시킬 수 있는
안전한 화학공정을 개발했다.
기존 사용해온 [초자 반응기(유리실험기구)]는
위치나 시간에 따른 농도 조성의 일정 유지와
함께 발생하는 부산물들에 의해 분리 정제에 어려움이 있었다.
특히 독성·악취물질의
외부 누출 제어를 위한 노력도 필요했다.
하지만 이번 개발한 [미세유체시스템]을 이용하면
극소량의 시약으로도 이용 가능하며
사고발생시 대처 용이, 폐액 발생이 적어 친환경적이다.
또한 연구팀은 석유화학물질의 분해공정에 이용되는
[미량의 4산화오스뮴]의 외부 누출을 막을 수 있는
소형 칩 개발로 공정의 안전성을 높였다.
가로 및 세로 5cm 크기의 소형 칩에 있는
머리카락 굵기의 도랑(channel) 내부에
[4산화오스뮴]을 고정시켰다.
이는 기존 초자반응기보다 50배 이상 효율적인 반응이 가능하다.
특히 이 칩은 딱딱한 스탬프 대신
저렴하고 부드러운 몰드를 이용해 패턴을 제작해
대량생산에도 유리하다.
뿐만아니라 길이 3m, 지름 500um의 아주 가는 모세관 안에
[이소시아나이드]의 합성부터 정제, 분리 그리고 다음 반응까지
4개 공정이 연속으로 이루어지는 시스템도 구축했다.
이를 통해 기존 초자반응기보다
반응시간이 10~20배 빨라졌으며, 안전하게 실험할 수 있게 됐다.“이번 연구로 안전하고 무해한 화학공정이 개발되됐으며
앞으로 친환경적 신(新)화학물질 개발의 토대가 될 것으로 기대된다.”
-<포항공과대학교> 화학공학과 [김동표] 교수한편, 이번 연구는
<포항공과대학교> 화학공학과 [김동표] 연구팀이 주도아래
미래부와 한국연구재단이 추진하는
[리더연구자지원사업(창의적 연구)] 지원을 받아 수행됐다.
연구결과는 국제학술지 <앙게반테 케미(Angewante Chemie)>지에
4월 24일과 지난 18일에 게재되기도 했다.
4월 24일자 논문은 해당 학술지 6월호 표지논문으로 선정됐으며,
영국 화학전문지 <케미스트리월드(ChemistryWorld)>에 기사로 소개됐다.[랩온어칩(Lab on a chip)]
실험실에서 수행하는 복잡한 실험을
손톱만한 크기의 칩 위에서 간단히 구현할 수 있도록 만든 장치.[통합형 미세유체시스템(Integrated Microfluidics System)]
각각의 기능을 가진 미세유체 반응기를 직렬로 연결해
생산, 정제, 분리와 같은 모든 반응이
외부 노출 없이 반응기 안에서 이루어지는 시스템[4산화오스뮴]
항암 물질 등 약제 중간물질을 합성하는데 이용되는
중요한 촉매이나 극미량 노출만으로도 실명을 일으킬 수 있는 물질이다.[이소시아나이드]
3종 이상의 화학물질이 결합해
유용한 제약물질을 합성하는 다중반응에 중요한 물질이나
악취가 심하고 인체노출시 강한 두통을 유발하는 물질이다.