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식물의 광합성 작용을 모방해 수소를 생산하는 인공 잎이 개발됐다. 중국 상하이 지아오통대 금속복합재료연구소 통지앙 팬 박사팀은 녹색 식물의 잎 구조를 본떠 수소를 추출하는 장치를 개발했다고 영국에서 발행되는 과학 잡지 ‘뉴사이언티스트’ 1월 9일자 인터넷판에 소개했다.

연구진은 쌍떡잎식물의 일종인 아네모네(Anemone vitifolia ) 잎을 희석한 염산에 넣어 엽록소에 있던 수소를 티타늄과 마그네슘 원자로 치환했다. 티타늄을 산화시켜 이산화티타늄으로 바꾸면 이산화티타늄은 물 분자를 분해할 때 촉매 작용을 하며, 마그네슘은 잎이 광합성을 하는 데 반드시 필요한 원자다. 잎을 말린 뒤 500℃로 가열하면 잎에 있던 분자들은 타버리고 인공 잎의 뼈대를 이루는 이산화티타늄만 원래 잎 구조대로 남는다. 이 인공 잎의 표면에는 렌즈와 비슷한 세포가 모여 있어 햇빛이 어느 방향으로 들어오든 모두 잡아낼 수 있다.

연구팀은 이 인공 잎에 두께 10nm(나노미터, 1nm=10-9m)의 ‘티카로이드’라고 부르는 인공 구조물을 넣는 방식으로 빛을 잡는 효율을 높였다. 팬 박사는 “물을 분해해 수소를 얻는다는 아이디어가 처음은 아니지만, 잎을 정교하게 모방해 광합성을 흉내냈다는 점에서 의미가 있다”며 “다른 인공 광합성 장치에 비해 빛을 2배 가량 많이 흡수할 뿐 아니라 수소도 3배나 더 발생시킨다”고 설명했다.