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대장균이 포도당 먹고 '접착제 원료' 만든다…KAIST, 석유계 소재 대체 가능성 열어 [경제일보] 석유화학 공정 대신 대장균을 이용해 핫멜트 접착제용 고분자를 생산하는 기술이 개발됐다. 포도당을 원료로 미생물이 기능성 소재를 직접 만들도록 대사경로를 설계한 방식이다. 한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 시스템대사공학을 활용해 대장균에서 새로운 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 계열 고분자를 생산하고 핫멜트 접착제로 활용할 수 있는 접착·열적 특성을 확인했다고 17일 밝혔다. 시스템대사공학은 미생물의 유전자와 세포 내 대사 흐름을 분석해 원하는 물질을 생산하도록 경로를 재설계하는 기술이다. 연구팀은 대장균이 포도당을 분해하는 과정에서 특정 고분자 구성 성분을 만들고 이를 세포 안에 축적하도록 대사경로를 조정했다. 석유에서 고분자를 합성한 뒤 접착 성능을 부여하는 기존 공정과 달리 재생 가능한 탄소원을 이용해 기능성 소재를 생산하는 구조다. 연구팀이 주목한 PHA는 미생물이 탄소와 에너지를 저장하기 위해 세포 안에 만드는 폴리에스터 계열 고분자다. 어떤 단량체를 어느 비율로 결합하느냐에 따라 단단함과 유연성, 녹는 온도 등을 바꿀 수 있다. 연구팀은 이 특성을 활용해 열을 가하면 녹고 온도가 내려가면 굳는 핫멜트 접착제에 필요한 물성을 구현했다. 핫멜트 접착제는 유기용매를 사용하지 않고 가열과 냉각만으로 빠르게 접착할 수 있어 포장재와 책 제본, 가구, 전자제품, 자동차 내장재, 건축자재 등에 쓰인다. 현재 널리 사용되는 제품은 에틸렌-비닐아세테이트(EVA) 등 석유에서 유래한 열가소성 고분자를 주원료로 한다. 접착 속도와 가공성이 우수하지만 제품 폐기 후 쉽게 분해되지 않는다는 한계가 있다. 특히 생분해성 필름이나 종이 포장재를 석유계 접착제로 붙이면 포장재 전체의 분리·재활용 또는 생분해 과정에 영향을 줄 수 있다. 접착제가 차지하는 비중은 작더라도 서로 다른 소재가 결합하면 폐기 단계에서 처리가 복잡해지기 때문이다. 바이오 기반 핫멜트 접착제가 상용화되면 포장재의 기초 소재뿐 아니라 접합 공정까지 친환경 소재로 전환할 여지가 생긴다. 이번 연구의 의미는 대장균이 단순한 범용 바이오플라스틱을 생산하는 데 그치지 않고 용도가 정해진 기능성 고분자를 만들도록 설계했다는 데 있다. KAIST 이상엽 교수팀은 앞서 시스템대사공학을 이용해 방향족 폴리에스터 원료와 비천연 PHA 등을 미생물로 생산하는 연구를 이어왔다. 이번에는 고분자의 조성과 물성을 접착 용도에 맞춰 설계하면서 바이오제조의 적용 범위를 완제품 소재 쪽으로 넓혔다. 산업화 단계에서는 균주가 포도당을 고분자로 전환하는 수율과 배양액 단위당 생산량, 고분자 회수·정제 비용이 관건이다. 기존 EVA계 제품과 비교한 접착강도와 내열성, 반복 가열 안정성, 보관 수명도 용도별로 검증해야 한다. 이상엽 특훈교수는 “미생물의 대사를 정밀하게 설계해 고분자를 생산하는 데서 나아가 기능성 소재를 직접 생산할 수 있음을 보여준 연구”라며 “석유 기반 접착제뿐 아니라 여러 기능성 고분자를 지속 가능한 방식으로 생산하는 바이오제조 기술로 확대할 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 성과가 석유계 접착제를 대체할 기술로 이어지는지는 실험실 수준의 물성 구현을 넘어 대량 배양과 정제 공정에서도 성능과 가격을 유지하는지에 달렸다. 포장·제본 등 비교적 요구 성능이 낮은 분야부터 실제 제품에 적용해 접착력과 생분해성을 함께 검증하는 과정이 다음 단계가 될 것으로 보인다.2026-09-17 08:47:46
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KAIST, '결함'을 기술로 바꿨다…물방울 제어해 열전달 5.5배 향상 [경제일보] 물체 표면에 맺히는 물방울을 더 많이 만들면서도 빠르게 떨어뜨려 열전달 효율을 최대 5.5배 높이는 코팅 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 발전소와 산업용 열교환기뿐 아니라 담수화 설비와 전자기기 냉각 등 응축과 열교환이 필요한 다양한 산업에 적용될 가능성이 주목된다. KAIST는 남영석 기계공학과 교수와 임성갑 생명화학공학과 교수 공동연구팀이 표면의 초박막 고분자 코팅막 구조를 조절해 응축 과정에서 물방울의 생성과 제거를 동시에 촉진하는 기술을 개발했다고 23일 밝혔다. 연구 결과는 지난달 16일 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 게재됐다. 이번 연구의 핵심은 그동안 고분자막의 ‘결함’으로 여겨졌던 나노미터 크기의 미세 구조를 오히려 물방울을 제어하는 요소로 활용했다는 데 있다. 응축은 발전소에서 터빈을 거친 증기를 다시 물로 되돌리거나 해수에서 물을 얻는 담수화 과정, 각종 열교환기와 냉각 시스템에서 활용되는 핵심 열전달 과정이다. 효율을 높이려면 표면에서 발생한 물이 가능한 빨리 제거돼야 한다. 물방울이 서로 합쳐져 표면을 덮는 물막을 형성하면 열의 이동을 방해하는 열저항이 커지기 때문이다. 문제는 물방울의 ‘생성’과 ‘제거’가 서로 상충한다는 점이다. 표면을 거칠게 만들어 물방울이 맺힐 자리를 늘리면 물방울이 표면에 걸려 떨어지지 않는다. 반대로 매끄럽게 만들면 물방울은 쉽게 떨어지지만 새로운 물방울이 생길 자리가 줄어든다. 연구팀은 이 딜레마를 고분자막 내부의 미세한 응집체를 활용해 해결했다. ‘개시제를 이용한 화학 기상 증착법(iCVD)’으로 표면에 초박막 고분자막을 형성하고 나노 크기의 구조를 물방울이 처음 생기는 일종의 ‘씨앗 자리’로 활용했다. 그 결과 두꺼운 고분자막보다 약 3배 많은 물방울이 표면에 형성됐다. 여기에 열처리 공정을 적용해 물방울이 표면에 달라붙는 힘까지 낮췄다. 물방울이 충분히 커질 때까지 표면에 머무르는 대신 작은 상태에서 빠르게 떨어지도록 한 것이다. ‘많이 만들고 빨리 제거하는’ 응축 구조를 구현한 셈이다. 실제 산업용 응축기에 널리 사용되는 구리관에 해당 코팅을 적용한 실험에서는 일반적인 구리 표면보다 응축 열전달계수가 최대 5.5배 향상됐다. 기존 발수 코팅과 비교해도 열전달 성능이 50% 이상 높았다. 산업적 의미도 적지 않다. 열교환기의 효율이 높아지면 같은 열처리 성능을 유지하면서 필요한 에너지 투입량을 줄일 수 있기 때문이다. 특히 발전소와 산업시설처럼 대규모 열교환 설비를 운용하는 분야에서는 열전달 효율 개선이 에너지 소비와 운영비 절감으로 이어질 가능성이 있다. 연구팀은 향후 발전소와 산업용 열교환기는 물론 담수화·수분 포집 장치, 전자기기 냉각 등으로 적용 범위를 넓힐 수 있을 것으로 기대하고 있다. 특히 iCVD 방식은 용매를 사용하지 않고 복잡한 곡면에도 균일한 박막을 형성할 수 있어 실제 산업용 부품에 적용할 수 있는 공정 측면의 장점도 갖췄다. 남 교수는 “기존에 결함으로 여겨졌던 나노 구조를 물방울 생성과 제거를 조절하는 요소로 활용했다”며 “열전달 효율을 높이는 새로운 방법을 제시했다는 점에서 의미가 있다”고 말했다.2026-08-23 15:24:26
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기체를 결정처럼 줄 세웠다…KAIST, AI로 다공성 소재 역설계 [경제일보] KAIST 연구진이 다공성 물질 안에서 기체 분자를 결정처럼 규칙적으로 배열하고, 원하는 배열을 만들어내는 소재를 인공지능(AI)으로 거꾸로 설계하는 기술을 내놨다. 생명화학공학과 김지한 교수 연구팀의 성과로, KAIST는 11일 이같이 밝혔다. 연구에 쓰인 금속-유기 골격체(MOF)는 금속과 유기물이 결합해 만들어진 결정성 물질로, 나노미터 크기의 구멍이 무수히 뚫려 있다. 스펀지가 물을 머금듯 미세 기공에 기체를 담는다. 그동안 이 분야 연구는 얼마나 많은 기체를 붙잡아 두느냐에 집중돼 있었고, 기공 안에 들어간 기체 분자는 무질서하게 흩어져 붙는다고 여겨졌다. 연구팀은 기공 구조를 정교하게 설계하면 기체가 자리 잡는 위치까지 조절할 수 있다고 봤다. 단일 원소 기체인 제논(Xe)으로 확인 작업을 했다. 방대한 MOF 구조를 탐색한 끝에 코발트 기반 물질 Co-CAU-36에서 제논이 규칙적인 격자를 이루는 현상을 찾아냈다. 컴퓨터 시뮬레이션(GCMC) 결과 제논 원자들은 기공 안에 흩어지는 대신 체심 입방 격자(BCC) 형태로 정렬됐다. 기공이 일종의 틀 역할을 해 원자가 앉을 자리를 유도한 것이다. 기체에 극저온이나 고압 같은 극한 조건을 걸어 결정화하는 방식과는 접근이 다르다. 제논과 크립톤(Kr)을 함께 넣었을 때는 두 기체가 공간적으로 갈라졌다. 제논이 먼저 껍질 형태의 격자를 만들고 크립톤이 그 중심부에 자리 잡았다. 기존 분리 기술이 소재에 더 잘 달라붙는 기체를 골라내는 방식이었다면, 배열 차이로 기체가 나뉘는 경로를 확인한 셈이다. 제논과 크립톤은 대기 중 함유량이 각각 0.1ppm 안팎에 그쳐 지금은 공기를 극저온에서 증류해 뽑아낸다. 에너지 비용이 크고 공급도 불안정하다. 반도체 식각 공정과 위성 추진, 의료용 마취에 쓰이는 산업 가스여서 분리 방식이 바뀌면 파급이 작지 않다. 연구팀은 여기서 방향을 뒤집었다. 좋은 소재를 먼저 찾고 그 안에서 기체 거동을 확인하는 대신, 원하는 기체 배열을 먼저 정하고 그에 맞는 다공성 구조를 찾아가는 역설계를 시도했다. 기계학습과 유전 알고리즘을 결합한 방식으로 체심 입방(BCC)과 면심 입방(FCC) 형태의 배열을 만들어내는 새로운 구조를 설계했다. 김 교수 연구팀은 챗GPT 계열 언어모델을 활용해 MOF를 다루는 '챗MOF'와 트랜스포머 기반 다공성 소재 물성 예측 모델을 내놓는 등 AI를 소재 설계에 붙이는 연구를 이어왔다. 이번 성과는 그 흐름 위에서 예측을 넘어 구조 생성으로 넘어간 사례다. 다만 확인은 계산과 시뮬레이션 단계에서 이뤄졌다. 향후 이산화탄소와 수소로 적용 범위가 넓어지면 탄소 포집·분리와 수소 저장 소재 설계에 쓰일 수 있다. 분자의 위치와 배열에 따라 반응이 달라지는 촉매 분야로도 확장 가능성이 있다. 이번 연구에는 김영훈·김도훈 박사과정이 공동 제1저자로, 김승우 석사과정과 임윤성 박사가 제2저자로 참여했다. 논문은 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈에 6월 23일 온라인 게재됐다. 과학기술정보통신부 한국연구재단의 이종소재지원사업과 탑-티어 연구기관 간 협력 플랫폼 구축·공동연구 지원사업의 지원을 받았다. 김지한 교수는 "이번 연구는 기체를 다공성 물질 안에서 결정처럼 줄 세운 첫 사례"라며 "기체를 얼마나 많이 담을지만 고민하던 데서 나아가, 원하는 배열까지 설계할 수 있는 새로운 가능성을 열었다"고 말했다.2026-08-11 10:06:15
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KAIST, ESS 전해질 생산 67% 단축…흐름전지 원가 병목 풀었다 [경제일보] 대용량 에너지저장장치(ESS)용 바나듐 전해질의 생산 시간을 67% 줄이는 공정이 나왔다. 흐름전지는 전해질 자체가 전기를 저장하는 매질이어서 전지 가격의 30~50%가 전해질에서 나온다. 생산 공정을 줄이는 일이 곧 시스템 가격을 건드리는 구조다. KAIST는 김희탁 생명화학공학과 교수 연구팀이 바나듐 레독스 흐름전지(VRFB)의 초기 구동용 전해질인 'V3.5+'를 빠르게 생산하는 공정을 개발했다고 5일 밝혔다. VRFB는 바나듐이 녹은 액체 전해질을 외부 탱크에 담아 순환시키며 충·방전한다. 탱크를 키우면 저장 용량이 늘어 출력과 용량을 따로 설계할 수 있고, 물을 기반으로 한 전해질이라 발화 위험이 낮다. 24시간 멈출 수 없는 AI 데이터센터의 보조 전원이나 태양광·풍력의 출력 변동을 받아내는 장주기 저장 용도로 거론되는 이유다. 문제는 그 전해질을 만드는 데 걸리는 시간이었다. 기존 공정은 5가 바나듐 전구체를 환원제로 4가까지 낮춘 뒤, 전기를 흘려 3.5가로 맞추는 2단계를 거친다. 마지막 전기분해 단계가 설비값과 전력비를 동시에 잡아먹으면서 대량 생산의 발목을 잡아왔다. 연구팀이 짚어낸 것은 병목의 위치다. 화학 환원은 평균 산화수가 약 +4.1에 이르는 지점부터 반응 속도가 급격히 떨어졌다. 연구팀은 바로 이 지점에서 전기분해 대신 백금-탄소(Pt/C) 촉매를 투입하도록 전환 시점을 다시 잡았다. 공정 전체를 바꾸는 대신 가장 느린 구간만 갈아 끼운 셈이다. 전환 시점을 앞당길 수 있었던 근거는 촉매 수명 분석에 있다. 강한 산화성 전해액 안에서 Pt/C 촉매는 탄소 지지체가 부식되고 백금 입자가 뭉치며 성능이 떨어진다. 연구팀은 촉매가 안정적으로 버티는 산화수 범위를 열역학적으로 규명하고, 촉매가 열화되면 반응 속도 상수가 줄어 생산 시간이 늘어난다는 점에 착안해 속도론 기반 가속 수명 평가법을 새로 만들었다. 이를 통해 2500회 이상 반복 생산에도 성능이 유지되는 것을 확인했다. 생산 시간은 기존의 3분의 1 수준으로 줄었고, 환원제로 쓴 옥살산 잔류물도 함께 제거됐다. 이번 성과는 김 교수팀이 7년 가까이 이어온 작업의 연장선에 있다. 연구팀은 2019년 한국에너지기술연구원과 함께 전기분해를 촉매 반응으로 대체하는 공정을 내놓아 생산 비용을 40% 낮췄고, 2021년에는 대용량 촉매 반응기로 연속 생산을 실증했다. 당시 남아 있던 과제가 화학 환원과 촉매 환원 사이의 전환 지점을 어디로 잡느냐였고, 이번 연구가 그 답을 산화수 수준에서 제시했다. 산업 적용을 좌우하는 대목은 설비 교체가 필요 없다는 점이다. 이미 상용화된 촉매를 쓰기 때문에 현재 가동 중인 바나듐 전해질 라인에 그대로 얹을 수 있다. 이번 연구는 롯데케미칼 지원으로 수행됐고, 관련 공정 기술은 롯데케미칼과 공동으로 국내 특허 등록을 마쳤다. 해외 특허도 출원 상태다. 롯데케미칼은 2019년부터 바나듐 전해액 사업을 준비해 왔고 2022년 바나듐 배터리 기업 스탠다드에너지에 650억원을 투입해 2대 주주에 올랐다. 전해액 국산화 측면에서도 의미가 있다. 국내 바나듐 전해액은 그동안 수입 의존도가 높았고, 중국 업체들이 수직계열화를 앞세워 저가 공급에 나서면서 가격 격차가 벌어져 있다. 국내 ESS 보급의 주된 통로인 전력거래소 중앙계약시장 물량은 리튬인산철(LFP) 배터리가 대부분 가져갔다. 흐름전지가 이 판에 끼려면 안전성 논리만으로는 부족하고 전해질 원가부터 낮춰야 한다. 김희탁 교수는 "이번 연구는 대용량 배터리 상용화의 가장 큰 숙제였던 전해질 생산 과정을 반응공학적으로 정밀 분석해 새롭게 설계한 성과"라며 "촉매가 전해액 환경에서 손상되지 않고 안정적으로 작동하는 조건을 과학적으로 규명해 산업 현장의 생산 병목을 해결한 만큼 대용량 에너지저장 기술의 상용화를 크게 앞당길 것으로 기대한다"고 말했다. 연구는 석경화 박사과정이 제1저자로 주도했다. 결과는 국제학술지 어드밴스드 에너지 머티리얼즈에 지난 5월 7일 온라인 게재됐고, 9월 초 공개되는 34호 표지논문으로 선정됐다.2026-08-05 14:09:16
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100년 정유공정에 패러다임 변화…원유, 이제 끓이지 않고 거른다 [경제일보] 국내 연구진이 원유를 400도 가까이 끓이지 않고 상온에서 분리하는 기술을 개발했다. 기존 증류공정을 보완하거나 대체할 가능성을 제시하면서 정유업계의 에너지 절감과 탄소배출 저감에 새로운 해법이 될지 주목된다. 25일 고동연 KAIST 생명화학공학과 교수는 원유를 끓이지 않고 값싼 고분자막으로 상온에서 정밀하게 걸러내는 데 성공했다. 이번 연구는 HD현대오일뱅크와 공동으로 진행됐고, 연구 성과는 국제학술지 네이처에 게재됐다. 그동안 정유공정은 원유를 350~400도까지 가열한 뒤 끓는점 차이를 이용해 성분을 분리하는 증류 방식에 의존해 왔다. 100년 넘게 이어진 방식이지만 막대한 에너지 소비와 탄소배출이 불가피해 비용 절감과 탄소중립 시대의 대표적인 과제로 꼽혀왔다. 전 세계 정유공장이 소비하는 연간 에너지는 1100테라와트시(TWh)에 달한다. 이는 대형 원자력발전소 약 130기가 1년간 생산하는 전력량과 맞먹는 수준이다. 연구진은 증류공정의 한계를 줄이기 위해 고분자 분리막을 활용한 새로운 방식을 제시했다. 얇은 막을 통해 상온에서 원하는 성분만 걸러내는 방식이다. 정수기가 필터로 물속 불순물을 걸러내듯, 원유 속 분자 크기 차이를 이용해 필요한 성분을 분리하는 원리다. 이번 연구의 핵심은 분리 속도다. 기존에도 분리막을 활용해 원유를 걸러내려는 시도는 있었지만, 분리막 면적 ㎡당 1시간 동안 0.1ℓ도 처리하지 못해 상용화 가능성이 낮다는 평가를 받아왔다. 연구진은 분리막에 얇은 코팅층을 입히는 기존 방식에서 벗어나 코팅층을 제거하는 방식을 택했다. 결과적으로 코팅층을 없애자 원유가 분리막을 통과하는 속도는 크게 빨라졌다. 연구진은 분리막 면적 ㎡당 1시간에 0.591ℓ를 투과시키는 데 성공했다. 이는 기존 최고 성과보다 23배 이상 높은 수준이다. 나프타 기준으로 원유 대비 두 배 이상 농축하는 데도 성공해 분리 성능을 함께 입증했다. 에너지 절감과 운영비 측면에서도 효과가 확인됐다. 연구진의 시뮬레이션에 따르면 이번 기술을 기존 증류공정에 적용할 경우 운영비는 36% 줄어들 수 있다. 에너지 사용량은 31.6%, 탄소배출은 37.6% 감소할 것으로 분석됐다. 기존 정유 설비를 유지하면서 분리막 모듈을 추가하는 방식으로 적용할 수 있다는 점도 장점으로 꼽힌다. HD현대오일뱅크 관계자는 “이번 기술은 정유 공정 맨 앞단에서 원유를 1차 분리하는 원유 증류 공정, 특히 상압증류공정(CDU)을 보완하거나 일부 대체할 수 있는 기술”이라고 했다. 정유사가 공장 전체를 새로 짓지 않고도 에너지 소비가 큰 초기 증류 공정의 부담을 낮출 수 있다는 의미다. 이번 연구는 아직 실험실 규모에서 진행됐다. 상용화를 위해서는 대형 분리막 제작과 장기간 운전 안정성 확보, 대규모 실증이 필요하다. 고 교수는 “산업이 고도화될수록 적은 에너지로 깨끗하게 나누는 기술의 가치는 더 커질 수밖에 없다”며 “우리가 매일 쓰는 거의 모든 물건의 출발점인 원유를 끓이지 않고 거르는 방식으로 바꿀 수 있다면 다가올 에너지 전환의 부담을 조금이나마 덜 수 있을 것”이라고 했다.2026-06-25 10:30:34
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"섞을수록 균일해진다"…KAIST, 나노소재 상식 뒤집었다 [경제일보] KAIST가 미국 스탠퍼드대학교와 함께 여러 금속을 섞을수록 오히려 더 균일한 나노입자가 만들어지는 현상을 규명했다. 다성분 나노소재 합성의 난제로 꼽혀온 불균일 문제를 새롭게 해석한 성과로 고성능 촉매와 친환경 에너지 소재 개발에 활용될 가능성이 크다. KAIST는 생명화학공학과 정희태 석좌교수 연구팀이 스탠퍼드대 마테오 카르넬로 교수팀과 공동으로 다성분 금속 나노입자에서 나타나는 ‘성분 집중’ 현상을 규명했다고 8일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언스’에 7일 미국 현지 시각으로 게재됐다. 논문은 다성분 나노결정에서 금속 원소 간 경쟁적 반응성이 입자 크기와 성분 균일화를 유도한다는 내용을 담고 있다. 나노입자는 반도체 친환경 에너지 바이오 촉매 등 다양한 산업에서 핵심 소재로 활용된다. 최근에는 성능을 높이기 위해 여러 금속을 섞은 다성분 구조가 주목받고 있다. 그러나 금속 원소가 많아질수록 각 원소의 반응 속도와 결합 특성이 달라 입자의 크기와 조성이 불균일해지는 문제가 있었다. 연구팀은 이 통념과 다른 결과를 확인했다. 금속 종류가 늘어날수록 입자 성분이 특정 조성으로 모이며 더 균일해지는 ‘성분 집중’ 현상이 나타난 것이다. 서로 다른 금속 원자들이 경쟁적으로 결합하는 과정에서 먼저 자리 잡은 원자가 뒤이어 들어오는 원자의 결합을 돕는 징검다리 역할을 한다는 설명이다. 이 과정에서 원자들은 무작위로 섞이는 것이 아니라 층을 이루며 안정적인 구조를 형성했다. 그동안 복잡성과 불균일성의 원인으로 여겨졌던 다성분 반응 환경이 오히려 질서 있는 나노구조 형성을 돕는다는 점을 밝힌 셈이다. 연구팀은 원리를 검증하기 위해 5가지 금속을 포함한 다성분 나노입자 촉매를 제작했다. 이 촉매는 암모니아를 분해해 수소를 생산하는 반응에서 기존 산업 기준 촉매로 널리 쓰이는 루테늄 기반 촉매보다 4배 이상 높은 촉매 반응 속도를 보인 것으로 보고됐다. 암모니아 분해는 수소 운반과 생산 과정에서 중요한 기술로 꼽힌다. 암모니아는 수소를 저장하고 운반하기 쉬운 물질이지만 다시 수소를 꺼내려면 효율적인 촉매가 필요하다. 고성능 촉매를 확보하면 수소 생산 공정의 에너지 부담을 낮추고 친환경 에너지 전환에도 기여할 수 있다. 이번 연구는 소재 설계 방식에도 변화를 줄 수 있다. 기존에는 금속을 많이 섞을수록 합성 제어가 어려워진다고 봤지만 이번 결과는 적절한 조합과 반응 조건을 설계하면 다성분 구조가 오히려 균일성과 성능을 높일 수 있음을 보여준다. 향후 수소 생산 이산화탄소 전환 연료전지 촉매 등 다양한 에너지 공정 소재 개발로 확장될 가능성이 있다. 다만 실제 산업 적용까지는 대량생산과 품질 균일성 확보가 과제로 남는다. 실험실 수준에서 확인한 구조와 성능을 대규모 공정에서도 반복 구현해야 상용 촉매로 이어질 수 있다. 다성분 나노소재는 조성 변수와 반응 조건이 많아 AI 기반 소재 탐색과 공정 최적화가 중요해질 전망이다. 정희태 KAIST 생명화학공학과 석좌교수는 “이 원리를 활용하면 원하는 성능에 맞춰 금속 조성을 설계할 수 있어 수소 생산 이산화탄소 전환 등 에너지 공정의 효율을 높이는 고성능 촉매와 친환경 에너지 소재 개발에 활용될 수 있을 것”이라며 “향후 대량생산에서도 동일한 품질을 유지하는 기술과 AI를 활용해 최적의 소재를 설계하는 기술 개발에 주력할 계획”이라고 말했다.2026-05-08 06:58:42
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