리그닌–카올리나이트 정전기적 가교

탈양성자화된 kraft-lignin이 공유 결합 축합이나 소결 없이 kaolinite를 결합하여 하중 지지 네트워크를 형성하는 원리 (see Koo et al., ACS Omega (2025)).

메커니즘

• NaOH 탈양성자화 이후, 리그닌의 방향족 –O⁻ 기는 정전기적 상호작용과 양이온 가교를 통해 카올리나이트 모서리 –OH 기와 결합하며, 지방족 –OH 기는 카올리나이트 표면 –OH와 수소 결합을 형성한다 (see Koo et al., ACS Omega (2025), Fig. 3c, p. 35139–35140).
• FT-IR 증거: 첨단 Si–O 신축 진동이 1108 → 1100 cm⁻¹로 적색 이동하고, 698 및 755 cm⁻¹에서 나타나는 Al–OH 변형 피크가 각각 3 및 2 cm⁻¹ 적색 이동하였으며, 이는 새로운 상호작용에 의해 교란된 –OH 기와 일치한다 (see Koo et al., ACS Omega (2025), Fig. 3c).
• 새로운 XRD 상이 나타나지 않아, 이 네트워크가 새로운 공유 결합 축합상이 아닌 정전기적/수소 결합 기반임을 확인한다 (see Koo et al., ACS Omega (2025), p. 35140).

결과

정전기적 네트워크는 벽돌의 압축 강도를 발현시키며, 8 wt% 리그닌 조건에서 20.4 MPa로 최댓값을 나타낸다 (see Koo et al., ACS Omega (2025), Fig. 3a → compressive-strength-lignin-kaolinite-brick).

연관 관계

lignin-aluminosilicate-composite의 강도 발현 메커니즘에 해당하며, 동일한 벽돌 내 CO₂ 저장을 담당하는 CO₂-intercalation-smectite-interlayer와 상보적으로 기능한다.