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새로운 친환경 용매: 낮은 전이온도 혼합물
연구소 2013-04-02 6019

○ 상온 이온성 액체(IL, ionic liquid)는 증기압이 낮고, 끓는점이 높아 촉매, 전기화학, 재료화학과 셀룰로오스와 같은 생물자원의 전처리에서 “녹색용매”로서 활발하게 연구되고 있다. 그러나 IL은 생분해성이 아니며 독성이 있고, 화합물이어서 소량의 불순물이 존재하면 성질이 달라지므로 높은 순도가 필요하며, 가격이 높아 산업에 응용하기 어려운 점이 있고, 특히 이들의 합성 공정은 전혀 환경 친화적이 아니다.

○ 고체인 choline chloride(녹는점:132℃)와 요소(133℃)를 혼합하면 녹는점이 12℃로 매우 낮아진 깊은 공융용매(DES, deep eutectic solvent)가 형성되고 그 성질이 IL과 비슷하다는 것이 발표되었고 이것은 수소결합 받개(HBA)와 수소결합 주개(HBD)가 수소결합을 이루어 공융점이 매우 낮아진 것이며 여러 가지 HBA 및 HBD가 발표되고 있다.

○ 최근 자연에서 얻을 수 있는 아미노산을 HBA로 사용하고 HBD로 젖산, 말산 옥살산 등을 혼합한 것은 녹는점이 관찰되지 않고 낮은 유리전이온도(Tg)가 관찰되고, DES와 같은 용매 특성을 보이며 낮은-전이온도 혼합물(LTTM, low-transition-temperature mixture)이라고 부르고, 새로운 친환경 용매로 연구되고 있다.

○ IL은 이온결합의 화합물인 반면 DES 및 LTTM은 혼합물로서 제조과정이 간단하고 수소결합과 같은 상호작용을 파괴하는 조건을 만들면 간편하게 회수할 수 있고, 특히 출발물질로 가격이 싸고 생분해성이며 환경 친화적인 물질을 사용할 수 있는 장점이 있어서 IL의 단점은 극복하면서 IL의 특성을 살릴 수 있다.

○ DES 및 LTTM은 “녹색용매”로서 매우 유용하게 사용될 것이 예측되지만 실험결과가 많지 않아 구성 원리나 성질들에 대하여 더 많은 연구가 필요한 상태이며, 신생 연구 분야로서 국내에서의 연구는 찾기 힘드나 앞으로 응용연구에 관심을 가질 필요가 있다.

 

출처 : http://www.gtnet.go.kr/index.jsp

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