IBS 양자나노과학 연구단과 막스플랑크 다학제과학연구소 공동 연구진이 금속 촉매 표면에서 분자가 결합한 지점으로부터 수 나노미터 떨어진 원자 구조도 화학 결합 세기에 영향을 준다는 사실을 실험으로 규명했다. 연구진은 계단 모양의 백금 표면을 계단 간격이 다르게 제작해 암모니아, 일산화탄소, 일산화질소의 결합 세기를 비교했으며, 결합 에너지 차이는 최대 약 0.2eV로 확인됐다. 장거리 영향이 나타나는 특성 거리는 분자 종류별로 약 4~7nm였으며, 이를 설명하기 위해 '프런티어 오비탈-밴드 모델'을 제시했다. 연구 결과는 사이언스에 게재됐으며, 촉매 설계를 예측 기반으로 전환하는 데 기여할 것으로 연구진은 기대했다.
핵심
- 분자 결합 지점에서 4~7nm 떨어진 원자 구조도 결합 세기에 영향을 미침을 실험으로 확인
- 계단 간격이 다른 백금 표면에서 암모니아·일산화탄소·일산화질소 결합 세기를 비교 측정
- 결합 에너지 차이는 최대 약 0.2eV로 결합 안정성에 유의미한 수준
- 화학의 분자 궤도와 물리학의 전자띠 개념을 결합한 '프런티어 오비탈-밴드 모델' 제시



