京都대학 대학원 공학연구과의 中西和樹 조교수, 小林由季 전 대학원생 등은 마이크로미터 사이즈의 다공구조와 그 골격에 질서정연하게 늘어선 원통형 나노 다공구조를 가진 유기무기 하이브리드겔을 1단계에서 합성하는데 최초로 성공했다. 바이오나 화학분야에서의 물질의 반응, 추출, 분리정제 등에 이용하는 카럼(세관,細管) 매체나 촉매에 대한 응용을 기대할 수 있다. 마이크로 공(孔)의 경우, 분석이나 반응시킬 용액이 잘 흐르게 할 수 있게 되며, 나노 공(孔) 표면에서의 반응도 효율적으로 진행되리라 예상된다. 하이브리드겔 제작은 반응용액에 계면활성제를 넣는다. 마이크로 공, 나노 공의 크기를 제어할 수 있다. 제작은 초산수용액에 계면활성제인 폴리에틸렌 옥시드, 폴리프로필렌 옥시드, 폴리에틸렌 옥시드, 트리블록 공중합체를 녹이고, 비스(트리메톡시실)에탄을 실온에서 혼합하여 가수분해, 중축합을 실시했다. 그 다음, 밀폐용기 속에서 겔화시켜 용매 증발에 의한 건조 후, 350℃에서 열처리했다. 나노 공 지름은 수 나노~10수 나노미터에서 제어할 수 있다. 공은 골격의 길이 방향으로 나란히 늘어서 있다. 또 계면활성제의 양을 늘리면 공의 배향질서는 낮지만, 바이오계에서는 필요한 약 20나노미터의 나노 공을 겔 골격의 단면에나 측면에나 제작할 수 있다. 틀에 재료를 부어넣고 건조, 소성으로 분리매체를 제작할 수 있다. 이로써 바이오의 분석에서 사용되는 직경 100마이크로미터의 가는 카럼으로도 마이크로·나노 다공구조를 제작할 수 있고, 이러한 카럼에 대한 응용이 실용화에 가까워졌다고 한다. 카럼은 미립자를 담은 것이 많은데, 개발한 구조를 이용하면 공공률(空孔率)도 높아져, 액체가 흐르도록 하기 위한 압력도 낮출 수 있어서 분석시간도 단축시킬 수 있다. 또 나노 공은 연구자가 용도에 따라서 귀금속이나 효소 등을 수식할 수 있도록 미수식 카럼으로서의 상품화도 생각할 수 있다. 계면활성제를 이용한 나노 공 제어의 연구는 한창 이루어지고 있다. 다만 얻어진 재료는 분말, 미립자, 박막의 형상이 많다. 실용을 생각하면 박막에서는 반응효율이 낮고, 분말에서는 회수가 곤란한 등의 문제가 있다. (NK)