러시아 연구팀, 희토류 원소 화합물 인공합성 성공

[더구루=진유진 기자] 러시아 연구진이 희토류 원소 화합물을 인공적으로 합성하는 데 성공했다. 안정성과 발광 특성을 모두 가진 새로운 희토류가 상용화될지 주목된다.

26일 업계에 따르면 드미트리 로이터슈타인이 이끌고 러시아 HSE대 화학부 학생 스베틀라나 데그티아레바, 다니일 바르도노프, 안나 아파나세바로 구성된 연구진은 발광 특성을 가진 새로운 종류의 안정적인 란타나이드 화합물을 개발했다. 이번 연구 논문은 세계적인 무기화학 학술지 ‘인올가닉 케미스트리(Inorganic Chemistry)’에 실렸다.

연구팀은 새 화합물을 설명하기 위해 ‘의사 샌드위치(pseudosandwiches)’라는 용어를 만들었다. 이는 두 개의 평면형 유기 리간드 사이에 염화 란타나이드가 위치해 붙인 이름이다. ‘샌드위치’는 두 개의 평면형 유기 리간드를 특징으로 하는 금속 화합물을 뜻한다.

연구팀은 ‘의사 샌드위치’를 합성하기 위해 수행한 방법이 희토류 원소 전체에 걸쳐 효과적임을 입증했다. 이를 통해 다양한 희토류 금속을 특징으로 하는 30개의 새로운 화합물을 얻었고 그중 20개의 분자 구조를 확립했다.

특히 새로운 화합물은 공기에 가장 덜 민감하며, 잘 결정화되고 일관된 구조를 유지해 안정적인 특징을 보였다. 다른 란타나이드 화합물과 달리 대부분의 유기 용매에 잘 녹아 탄화수소에 대한 용해도가 크다. 발광 특성도 뛰어나 산업 재료 제조 등 새로운 발광 물질 생산에 응용될 것으로 보인다.

현재 연구팀은 로모노소프 모스크바 주립대학교 화학·물리학부와 협력, 새로운 화합물이 잠재적으로 유망한 분자 자석으로 사용될 수 있는지 조사하고 있다. 이들은 아직 연구 초기 단계지만 이미 일부 긍정적인 결과를 관찰할 수 있었다는 설명이다.

연구팀은 “분자 내의 원자는 특정한 연결 규칙을 따르며, 서로 다른 구조가 수만 가지에 달하는 원리를 설명하는 수많은 예가 있다”며 “하지만 지금까지 란타나이드 화합물에서 이번과 같은 원자 배열을 관찰한 적은 없었다”고 말했다.

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