《스몰》 표지 논문, 《ACS 어플라이드 나노 머티리얼즈》 표지 논문

[HKS행정방송]경상국립대학교 자연과학대학 화학과 최명룡 교수(광화학 나노소재 전문 핵심연구지원센터장) 연구팀이 레이저를 활용해 나노소재를 쉽고 경제적으로 만드는 방법을 발표했다. 이 기술은 에너지와 의학 분야에서 활용될 가능성을 보여주며, 연구 성과는 세계적인 학술지에 게재됐다.

이번 연구 성과는 각각 《스몰(Small)》(IF: 13.0)과 《ACS 어플라이드 나노 머티리얼즈(ACS Applied Nano Materials)》(IF: 5.3)의 표지 논문으로 선정됐다. 이 연구들은 복잡한 공정을 간단하게 하고, 환경에 미치는 영향을 최소화하면서도 높은 효율성을 자랑한다. 지속 가능한 기술 발전에 기여할 것으로 기대된다.

《스몰》에 게재된 연구는 청정 에너지 분야에서 획기적인 진전을 보여줬다. 연구팀은 구리와 루테늄이 포함된 촉매 소재를 합성한 후 레이저로 변환해 성능을 최적화했다. 이를 통해 제작된 루테늄/구리(Ru/Cu) 복합체는 기존 기술보다 적은 에너지로도 수소를 효율적으로 생산할 수 있음을 입증했다. 특히, 이 복합체는 수소 생산과 동시에 포름알데히드 산화를 통해 포름산이라는 유용한 화합물을 생산할 수 있어 더욱 주목받고 있다. 연구팀은 해당 소재를 양극과 음극 모두에 적용한 전해 장치를 개발, 낮은 전압으로도 수소와 포름산을 동시에 생산하는 데 성공했다. 이 기술은 구리와 루테늄의 조합이 촉매 성능을 극대화하며 반응 효율을 크게 향상시키는 데 중요한 역할을 한 것으로 나타났다.

《ACS 어플라이드 나노 머티리얼즈》에 실린 또 다른 연구는 레이저를 활용해 블랙 티타니아(B-TiO₂)를 제작하고 이를 암 치료에 활용한 사례다. 연구팀은 티타늄 디옥사이드(TiO₂)에 레이저를 조사해 아나타제와 루타일이라는 두 상을 결합한 블랙 티타니아를 개발, 이 소재의 뛰어난 광학적 특성과 암세포 억제 효과를 확인했다. 블랙 티타니아는 활성 산소종(ROS)을 효과적으로 생성해 암세포의 DNA를 손상시키고 산화 스트레스를 유발, 세포자멸을 유도하는 데 성공했다. 연구는 유방암 세포주를 대상으로 진행됐으며, 기존 치료법 대비 높은 효과와 안전성을 입증했다.

최명룡 교수는 “이번 연구는 청정 에너지와 의학 분야에서 실질적으로 활용 가능한 기술 개발에 한 걸음 더 나아간 결과”라며 “앞으로도 지속 가능한 기술 개발에 매진하겠다.”라고 밝혔다.

이번 연구는 한국연구재단(NRF)과 교육부에서 주관하는 기초과학 연구역량 강화사업의 ‘광화학 나노소재 전문 핵심연구지원센터’의 지원으로 수행됐다.