| 기관명 |
NDSL |
| 작성자 |
KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 |
| 작성일자 |
2019-03-15 00:00:00.000 |
| 내용 |
독일 뮌스터 대학(University of MUnster)과 보훔 대학(University of Bochum)의 연구진은 기계적 힘을 사용해서 셀룰로오스를 고효율로 분해할 수 있는 새로운 반응 메커니즘을 개발했다. 이러한 기계적 촉매 반응은 바이오매스의 전환을 위한 효율적이고 친환경적이며 비용 효율적인 프로세스 개발에 매우 유용할 것이다. 현재 지구상에서 가장 큰 문제 중의 하나는 에너지 및 원료 화학 물질에 대한 증가하는 수요를 충족시키기 위해서 재생 가능한 자원을 효율적으로 사용하는 것이다. 이러한 측면에서 바이오매스는 석탄이나 석유와 같은 기존의 화석 연료에 대한 유망한 대안이 될 수 있다. 셀룰로오스는 탄소 저장에 가장 결정적인 역할을 한다. 또한 이것은 연료와 다른 화학물질로 전환될 수 있다. 그러기 위해서는 사슬 모양의 셀룰로오스 구조가 분해되어야 한다. 이것은 가수 분해 반응으로 가능하지만, 셀룰로오스의 원자 구조 때문에 어렵고 매우 고가이다. 가수 분해 반응을 사용하면 셀룰로오스 백본을 개별 분자 빌딩 블록으로 분해할 수 있다. 이러한 분자 빌딩 블록은 연료 또는 화학 원료를 제조하는 기반이 된다. 이번 연구진은 기계적 힘이 셀룰로오스 분해에 영향을 미친다는 증거를 발견했다. 이번 연구에서는 소위 원자론적 모델링(atomistic modelling)이 이용되었다. 분자 구조에 기계적 힘을 가하면서 가수 분해 반응을 수행했다. 그 결과, 셀룰로오스의 분자 백본에 응력을 가하는 것이 가수분해 반응에 강한 영향을 끼친다는 것을 알게 되었다. 즉, 프로세스를 활성화하는데 필요한 에너지가 크게 감소했다. 그리고 더 큰 기계적 힘은 3 개의 반응 단계 중에 2 개를 불필요하게 만들었다. 이런 셀룰로오스 반응 공정은 이전에 알려지지 않았고, 매우 효율적인 반응 경로라는 것이 밝혀졌다. 이 새로운 연구결과는 실험적으로 확인되었고, 향후에 기계적 힘으로 분자 과정을 제어하는데 새로운 길을 열어줄 수 있을 것이다. 이 연구는 셀룰로오스 분해를 위한 효율적이고 친환경적인 공정을 제시하고 있고, 새로운 기계-반응 물질(mechano-responsive substance)을 만들 수 있게 할 것이다. 이 연구결과는 저널 Angewandte Chemie International Edition에 “Understanding the Mechanocatalytic Conversion of Biomass: A Low-Energy One-Step Reaction Mechanism by Applying Mechanical Force” 라는 제목으로 게재되었다( https://doi.org/10.1002/anie.201811091 ). |
| 출처 |
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| 원문URL |
독일 뮌스터 대학(University of MUnster)과 보훔 대학(University of Bochum)의 연구진은 기계적 힘을 사용해서 셀룰로오스를 고효율로 분해할 수 있는 새로운 반응 메커니즘을 개발했다. 이러한 기계적 촉매 반응은 바이오매스의 전환을 위한 효율적이고 친환경적이며 비용 효율적인 프로세스 개발에 매우 유용할 것이다. 현재 지구상에서 가장 큰 문제 중의 하나는 에너지 및 원료 화학 물질에 대한 증가하는 수요를 충족시키기 위해서 재생 가능한 자원을 효율적으로 사용하는 것이다. 이러한 측면에서 바이오매스는 석탄이나 석유와 같은 기존의 화석 연료에 대한 유망한 대안이 될 수 있다. 셀룰로오스는 탄소 저장에 가장 결정적인 역할을 한다. 또한 이것은 연료와 다른 화학물질로 전환될 수 있다. 그러기 위해서는 사슬 모양의 셀룰로오스 구조가 분해되어야 한다. 이것은 가수 분해 반응으로 가능하지만, 셀룰로오스의 원자 구조 때문에 어렵고 매우 고가이다. 가수 분해 반응을 사용하면 셀룰로오스 백본을 개별 분자 빌딩 블록으로 분해할 수 있다. 이러한 분자 빌딩 블록은 연료 또는 화학 원료를 제조하는 기반이 된다. 이번 연구진은 기계적 힘이 셀룰로오스 분해에 영향을 미친다는 증거를 발견했다. 이번 연구에서는 소위 원자론적 모델링(atomistic modelling)이 이용되었다. 분자 구조에 기계적 힘을 가하면서 가수 분해 반응을 수행했다. 그 결과, 셀룰로오스의 분자 백본에 응력을 가하는 것이 가수분해 반응에 강한 영향을 끼친다는 것을 알게 되었다. 즉, 프로세스를 활성화하는데 필요한 에너지가 크게 감소했다. 그리고 더 큰 기계적 힘은 3 개의 반응 단계 중에 2 개를 불필요하게 만들었다. 이런 셀룰로오스 반응 공정은 이전에 알려지지 않았고, 매우 효율적인 반응 경로라는 것이 밝혀졌다. 이 새로운 연구결과는 실험적으로 확인되었고, 향후에 기계적 힘으로 분자 과정을 제어하는데 새로운 길을 열어줄 수 있을 것이다. 이 연구는 셀룰로오스 분해를 위한 효율적이고 친환경적인 공정을 제시하고 있고, 새로운 기계-반응 물질(mechano-responsive substance)을 만들 수 있게 할 것이다. 이 연구결과는 저널 Angewandte Chemie International Edition에 “Understanding the Mechanocatalytic Conversion of Biomass: A Low-Energy One-Step Reaction Mechanism by Applying Mechanical Force” 라는 제목으로 게재되었다( https://doi.org/10.1002/anie.201811091 ). |
| 내용 |
http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2019005059 |
| 첨부파일 |
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