예일대학 연구팀이 대기 중 질소에서 암모니아 등을 생성할 수 있는 새로운 질소고정법을 개발했다고 발표했다. 연구팀은 새로운 기술이 염료와 의약품 제조 기술에 응용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.
질소 고정은 공기 중에 존재하는 질소 분자 N2를 암모니아와 질산염 등 반응성 질소 화합물로 변환하는 과정. 자연계에선 땅속 미생물이 공기 중 질소를 흡수하고 글루타민산염, 질산염 등 식물이 이용할 수 있는 형태로 변환된다. 또 20세기초 개발된 하버법은 인위적으로 질소를 고정하는 방법이다. 철 촉매와 고온 고압 장치를 이용해 질소 분자의 삼중 결합을 절단하고 화학비료가 되는 암모니아를 합성하는 하버법은 물과 석탄, 공기에서 빵을 만드는 방법이라고 할 수 있다.
예일대학 연구팀이 발표한 건 대기 중 질소와 원유에 포함된 벤젠을 철 화합물과 규소 화합물을 이용해 결합시켜 염료, 의약품 재료가 되는 아닐린 유도체를 정제하는 질소 고정법이다. 기존 아닐린 공업적 합성은 벨젠에 진한 황산과 질산을 반응시켜 독성이 강한 벤젠을 먼저 합성하고 아닐린에 환원하는 방법이 주류다. 하지만 공기 중 질소, 벤젠에서 아닐린을 만들 수 있게 되면 독성이 강한 벤젠을 일부러 합성할 필요가 없다.
지금까지도 질소와 벤젠을 반응시켜 아닐린을 합성하려는 시도가 있었다. 하지만 연구팀에 따르면 지금까지의 연구는 반응성이 높은 벤젠 유도체가 사용되며 질소와 반응하기 전에 분해해버리는 데 실패에 그친 것. 연구팀은 장기적으로 대기 중에 풍부하게 존재하는 질소를 사회가 필요로 하는 제품을 합성하기 위한 자원으로 활용하는 방법을 연구할 계획이라고 밝혔다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.