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윤영상 교수와 조철웅 연구교수가 청정용매로 각광을 받고 있는 이온성 액체의 다양한 생물학적 위해성을 빠르고 정확하게 예측할 수 있는 방법을 고안해 세계 학계로부터 주목을 받고 있다.
윤 교수팀은 계산화학과 통계학적 방법들을 이용해 이온성 액체의 50여 가지 독성학적인 지표를 포괄적으로 예측할 수 있는 방법을 제시, 네이처 자매지인 ‘사이언티픽 리포트 (Scientific Reports)’ 9월 14일자 온라인판에 게재됐다고 밝혔다.
이온성 액체는 물질 용매화 능력이 좋고 비휘발성이기 때문에 인체와 환경에 직접적으로 악영향을 끼치는 유기용매를 대체할 수 있는 물질로 태양전지나 연료전지, 디스플레이 소자 개발을 위한 전해질로 사용돼 폭발과 발화 등의 사고 위험을 낮출 수 있다는 장점을 갖고 있다.
또한 이온성 액체의 화학구조를 변환하여 물리화학학적 특성을 조절할 수 있기 때문에 다양한 산업으로의 응용 가능성이 무궁무진하다.
그러나 이온성 액체가 생태계로 노출됐을 때엔 인체나 환경 생물들에게 어떠한 영향을 미칠 것인가에 대한 독성학적인 이슈가 존재하고 있다.
이에 윤 교수팀은 이온성 액체의 위해성 진단 방법 개발을 위해 기존에 발표된 2천여 개의 독성 값들을 문헌에서 수집했고, 밀도함수 이론(Density functional theory)과 전도체 검진 모델(Conductor-like screening model) 등을 이용하여 이온성 액체의 화학구조에 따른 물리화학적 특성들을 계산해냈다.
이후 50여 가지 독성영향에서 공통적으로 작용하고 있는 이온성 액체의 물리화학적 인자들을 통계학적으로 알아낸 후, 독성 측정 방법에 따른 민감성(Sensitivity)을 수치적으로 평가하고 모델에 반영하여 위해성 진단방법을 개발할 수 있었다.
이 연구 결과는 다양한 산업 분야에 적용이 가능해 산업 발전에 도움이 될 것으로 보이며, 특히 저독성 및 고기능성 이온성 액체 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
조철웅 연구교수는 “인위적으로 합성된 화합물질의 무분별한 사용은 인간에게 치명적 영향을 끼치기 때문에 기하급수적으로 늘어나는 화학물질에 대한 정확하고 빠른 위해성 평가방법 고안은 필수적”이라며 “이번 연구를 통해 산업계 등에서 널리 이용되는 이온성 액체의 독성을 객관적으로 진단할 수 있기 때문에 관련 산업과 연구 발전에 도움이 될 것으로 보인다”고 말했다.
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