노벨화학상 '다공성 첨단소재 개발' 3인…일본, 올해 노벨상 2관왕

새 분자구조 '금속-유기 골격체'…"헤르미온느 가방에 비견되는 잠재력"

지구온난화 대응 비롯해 인류 난제 해결 단초 마련한 공로 평가

 

 

 

올해 노벨화학상은 '금속-유기 골격체'(Metal-Organic Frameworks·MOF)라는 새로운 분자 구조를 만든 과학자 3인방에게 돌아갔다.

일본은 이틀 전 노벨생리의학상을 공동수상한 데 이어 화학상도 거머쥐며 올해 노벨상 2관왕에 올랐다.

 

스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 8일(현지시간) 기타가와 스스무(74) 일본 교토대 교수, 리처드 롭슨(88) 호주 멜버른대 교수, 오마르 M. 야기(60) 미국 UC버클리대 교수를 노벨화학상 수상자로 선정했다고 발표했다.

 

MOF는 금속 이온을 유기 분자로 연결해 만든 골격 구조로, 내부에 수많은 미세한 구멍이 있어 이 구멍을 통해 다른 분자들이 드나들거나 흡착될 수 있다. 전문가들은 MOF를 '해리포터' 시리즈 속 주인공 헤르미온느의 가방에 비유한다고 AP 통신은 전했다.

겉보기에는 작지만 내부 공간이 무한에 가까워 온갖 크고 중요한 물건들을 숨기거나 보관할 수 있는 헤르미온느의 가방처럼 MOF 역시 다공성 덕분에 겉보기와 달리 엄청나게 넓은 내부 표면적을 숨기고 있다는 것이다.

이러한 물리적 특성을 통해 MOF는 지구온난화를 막기 위한 이산화탄소 포집, 사막의 물 부족 해결을 위한 공기 중 수분 채취, 수소 연료의 고밀도 저장 등 인류의 주요 난제를 해결할 수 있는 새로운 기회를 열어줬다.

하이너 링케 노벨화학위원회 위원장은 "금속-유기 골격체는 엄청난 잠재력을 갖고 있다"며 "새로운 기능을 지닌 맞춤형 물질을 만들 수 있는, 예전에는 예견하지 못했던 기회들을 마련해줬다"고 설명했다.

올로프 람스트룀 노벨화학위원회 위원도 "그런 물질이 조금만 있어도 마치 해리 포터에 나오는 헤르미온느의 핸드백 같은 역할을 할 수 있다. 매우 작은 부피에 엄청난 양의 가스를 저장할 수 있다"고 했다.

노벨위원회는 롭슨이 1989년 구리 양이온을 중심으로 해서 마치 다이아몬드와 비슷하지만 그 속에 빈 공간이 매우 많은 MOF 구조를 만들었다고 밝혔다. 다만 그 구조는 불안정했고, 이로 인해 쉽게 붕괴한다는 단점이 있었다.

이후 기타가와는 MOF 구조 안으로 기체가 자유롭게 드나들 수 있으며, MOF를 유연하게 만드는 것도 가능하다는 사실을 입증했다. 야기는 튼튼하고 안정적인 MOF를 만드는 데 성공했다.

노벨위원회는 "이후 전 세계 화학자들은 수만 종의 MOF를 만들었고, 그중 일부는 탄소 포집, 물 부족 해결, 환경 정화 등 인류의 큰 문제를 해결하는데 쓰인다"고 밝혔다.

 

기타가와 교수의 노벨화학상 수상으로 일본은 생리의학상에 이어 올해 과학 분야에서만 벌써 노벨상 2관왕의 쾌거를 이뤘다.

6일 발표된 노벨생리의학상 수상자 3인에는 사카구치 시몬 일본 오사카대 석좌교수가 포함됐다.

기타가와 교수는 수상자 발표 기자회견장에 모인 기자들에게 전화로 "내가 오래 해온 연구가 인정받아 큰 영광이며 기쁘다"고 소감을 밝혔다.

공동 수상자인 롭슨 교수는 영국 태생, 야기 교수는 팔레스타인계 부모를 둔 요르단 태생으로 요르단·미국·사우디아라비아 국적을 보유한 것으로 전해졌다.

수상자들은 상금 1천100만 스웨덴 크로나(약 16억4천만원)를 똑같이 나눠서 받게 된다.

노벨위원회는 생리의학상, 물리학상에 이어 화학상을 발표했고, 9일에는 문학상, 10일에는 평화상, 13일에는 경제학상 수상자가 발표된다.

<연합뉴스>