국립창원대학교 스마트그린공학부 화학공학전공 정해성 교수 연구팀 연구결과 요약. (사진=창원대 제공)

국립창원대학교 스마트그린공학부 화학공학전공 정해성 교수 연구팀은 자연광에 의해 야기된 적철석 나노입자의 광촉매 반응을 통한 수계 망간이온의 빠른 산화 현상에 대한 연구결과를 국제저명학술지인 'Chemosphere(IF: 8.8, JCR%: 11.7% (30/275) in Environmental Sciences)'에 게재했다고 23일 밝혔다.

해당 연구는 국립창원대 정해성 교수 연구팀과 미국 조지아공과대학교 Yuanzhi Tang 교수의 공동연구를 통해서 진행됐으며, 자연광과 적철석 나노입자를 이용해 매우 빠른 속도로 수계 망간 산화 반응이 발생하는 것을 확인했다. 기존의 연구들은 미생물이 없을 경우 수계 망간 산화에 5년 이상의 시간이 필요로 한다고 보고했던 반면에, 이 연구에서는 자연광과 환경에서 가장 흔한 물질 중 하나인 적철석 나노입자에 의해 2~3시간 내에 모든 수계 망간이 광촉매 반응을 통해 산화가 되는 흥미로운 결과를 도출했다.

연구팀은 실제적인 연구결과를 얻고자 야외 자연광을 이용해 적철석 나노입자에 의한 광촉매 망간 산화 연구를 수행했으며, 과정 간에 적철석 나노입자 표면에서 망간 산화와 이에 따른 'heterogeneous nucleation' 현상으로 형성된 망간산화물 나노입자를 나노영역에서 확인했다.

국립창원대 정해성 교수는 "이 연구를 통해 실제적 환경 조건에서 미생물이 없이도 수계망간산화가 빠르게 일어날 수 있고, 이에 따라 다양한 결정구조의 망간산화물 나노입자들이 발생할 수 있는 것을 확인할 수 있었다"고 설명했다.

해당 연구는 제1저자로 참여한 이차전지화학공학과 석사연구생 최준영 학생이 학부 3학년 때부터 꾸준히 연구를 수행해 얻어낸 결과이며, 이를 통해 석사과정 1년차에 국제저명학술지에 논문을 게재하는 우수한 결과를 얻어냈다. 또한 최준영 학생은 이 연구 과정에서 2023년 미국화학회(ACS)가 수여하는 '우수 학부연구생 상(undergraduate research award)'을 수상했으며, 2023년 가을 미국화학회 및 2023년 봄·가을 한국화학공학회(KIChE)에서 구두발표를 진행했다.

한편, 국립창원대 정해성 교수 연구팀의 이 연구는 과학기술정보통신부 기초연구사업 기본연구의 지원을 받아 수행됐다.