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공업화학 전망, 제18권 제6호, 2015오사카대학 및 AIST, 비정질 니켈 나노입자의 촉매 기능을 최초로 규명 - 의약품 등의 골격 부분을 저비용으로 합성하고, 나노 머신이나 양자 도트 등 차세대 재료로의 응용 기대 -
일본 오사카대학(大阪大学) 대학원 기초공학연구과의 마시마 카즈시(真島和志) 교수 등의 공동 연구그룹 은 저렴하고 구하기 쉬운 니켈을 사용하여 직경 최대 15 nm (nm는 10-9 m)의 비정질 나노입자를 세계 최 초로 합성하고 본 니켈 나노입자를 이용하여 탄소-탄소 결합 형성 반응을 달성했다.
일반적으로 저렴하고 독성이 낮은 비금속(니켈과 철 등)의 나노입자는 촉매 활성이 낮고, 유기 합성 반응 에의 응용이 어려운 것이 문제였다. 이번 연구 성과는 니켈 나노입자를 통해 지금까지 알려져 있던 촉매 활성의 한계를 극복하고 탄소-탄소 결합 형성 반응에 있어 팔라듐이나 백금 등의 귀금속 나노입자보다 높 은 활성 촉매로서 이용할 수 있음을 규명한 데에 있다(Figure).
본 연구를 통해 전도성 고분자나 의약품 등의 골격도 저렴한 비용으로 합성할 수 있게 되어 대중적인 의 약품의 가격이 대폭적으로 하락될 것으로 기대된다. 또한 본 연구의 합성 방법을 이용하여 철, 구리, 코발 트 등 니켈 이외의 금속 입자도 쉽게 형성할 수 있기 때문에 금속 나노입자의 대표적인 응용 방법인 나노 머신이나 양자 도트 등 차세대 재료를 실현하는 큰 계기가 될 것으로 기대된다.
본 연구 성과는 9월 30일 학술지 Angewandte Chemie, International Edition 온라인판에 게재되었다 (※발표논문참조).
※ 발표논문 : Taiga Yurino, Yohei Ueda, Yoshiki Shimizu, Shinji Tanaka, Haruka Nishiyama, Hayato Tsurugi, Kazuhiko Sato, and Kazushi Mashima, “Salt-free Reduction of Nonprecious Transition Metal Compounds: Generation of Amorphous Ni Nanoparticles for Catalytic C—C Bond Formation”, Angewandte Chemie, International Edition, 30 September 2015.
DOI: 10.1002/anie.201507902
Figure. 탄소-탄소 결합 형성 반응에 있어 비정질 니켈 나노입자의 촉매로서의 이용 및 그 촉매 활성의 비교. 팔라듐과
백금보다 높은 활성을 보이고 있음을 알 수 있다.출처 : 2015.10.05. AIST (http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2015/pr20151005/pr20151005.html) 작성 : 소 대 섭 (한국과학기술정보연구원)
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