[한국강사신문 장한별 시민기자] 아주대학교(총장 최기주)는 이인환 교수 연구팀이 비닐 고분자의 다양한 요소를 정밀하게 조절할 수 있는 합성법을 개발했다고 밝혔다. 이에 비닐 고분자가 활용되는 플라스틱 쓰레기의 처리를 비롯해 다양한 분야에 널리 활용될 수 있을 것으로 보인다.

이번 연구 성과는 "헤테로 디엘스-알더 고리화합물을 활용한 리빙 양이온 고리개환 중합법 (Living Cationic Ring-Opening Polymerization of Hetero Diels-Alder Adducts to Give Multifactor-Controlled and Fast-Photodegradable Vinyl Polymers)"이라는 논문으로 화학 분야 저명 학술지인 <앙게반테 케미(Angewandte Chemie, IF=16.82)> 5월31일자 온라인판에 게재됐다.

이번 연구에는 아주대 채주형 학생(대학원 에너지시스템학과 석박사통합과정 재학)이 공동 제1저자로, 최민영 학생(대학원 에너지시스템학과 석사 졸업)·손세민 학생(대학원 에너지시스템학과 석박사통합과정 재학)·고수민 학생(대학원 에너지시스템학과 석사 졸업)이 공저자로 참여했다. 이인환 교수(화학과)는 교신저자로 함께 했다.

기존에 활용되는 비닐 계열의 고분자는 한 종류의 단량체(monomer)가 머리-꼬리 위치규칙성(regioregularity)을 지니며 반복적으로 연결된 단순한 구조를 가진다. 그러나 만약 여러 종류의 단량체가 정확한 서열과 위치규칙성으로 연결된 고분자를 정밀하게 중합할 수 있다면, 고분자의 특성을 다양화할 수 있다. 더 나아가, 이러한 고분자의 분자량과 사슬 말단을 정밀하게 조절할 수 있는 리빙(living) 중합이 달성된다면 그 활용 영역이 매우 넓어지게 된다.

이에 아주대 연구팀은 비닐 케톤(vinyl ketone)과 비닐 에터(vinyl ether)의 디엘스-알더 고리화합물(Diels-Alder Adduct)을 활용한 리빙 양이온 고리개환 중합 개발을 진행했다. 반응의 최적화를 통해 정확한 서열, 독특한 위치규칙성을 지닌 광분해성 고분자를 쉽고 정밀하게 합성할 수 있는 방법을 개발한 것. 또 합성된 고분자들이 기존 대비 3배 이상 빠른 광분해성을 보이는 것을 발견했다.

이번 연구를 통해 고분자의 여러 가지 구조적 요소들을 조절하여 합성할 수 있게 됨에 따라, 고분자 구조의 변화가 광분해에 미치는 영향까지 체계적으로 분석할 수 있을 것으로 보인다.

이인환 교수는 “이번 연구 개발 성과는 앞으로 플라스틱 쓰레기 처리, 반도체·디스플레이 제조 공정의 포토리소그래피, 농업용으로 쓰이는 멀칭 필름과 바이오 응용 분야 등에 널리 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다.

이번 연구는 한국연구재단 신진연구자지원사업, 유용물질 생산을 위한 Carbon to X 기술개발사업, 선도연구센터(MRC) 사업의 지원을 받아 수행됐다.