나노기술 및 정책 정보

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● 미국 University of Oregon의 Carl Brozek 교수 연구팀이 다양한 특성을 보유하는 다공성 금속-유기골격체(MOF) 나노입자를 제작할 수 있는 기술을 개발

● MOF 나노입자는 스펀지 같이 구멍이 뚫린 형태로 많은 틈새가 있어 전하를 저장할 수 있도록 표면을 코팅하거나 오염 물질을 제거하는 필터를 개발할 때 사용되는 등 광범위한 응용 범위를 보유하고 있지만, MOF 나노입자를 제작하는 것이 어려운 과제 중에 하나

● 이에 연구팀은 MOF가 성장하려고 할 때, 독특한 성분의 물질을 추가하여 최소 5.5nm(나노미터) 크기의 MOF 제작에 성공

● MOF는 금속 이온과 분자 링커가 결합하는 화학 반응을 통해 형성되는데, 연구팀은 분자 링커를 모방하지만 한쪽 끝에만 결합할 수 있는 세 번째 분자 성분을 추가하여 입자의 성장을 억제

● 해당 분자는 퍼즐의 모서리 조각처럼, MOF가 성장하는 진로를 방해하여, MOF가 더 이상 크기가 커지지 않고, 지속해서 작은 크기를 유지하도록 작용

● 연구팀은 MOF 나노입자의 특성이 크기와 온도에 따라 변화한다는 점에 주목하여, 주변 외부환경을 조절함으로써 특정한 방식으로 거동하도록 유도할 수 있다는 것과 이를 바탕으로 다양한 특성을 나타내는 MOF 나노입자 제작이 가능하다는 것을 제시

※ 용어설명

- 금속-유기 골격체(metal-organic framework, MOF): 금속 이온이나 금속을 포함한 뭉치가 유기 리간드로 연결된 다공성 물질로 배위 고분자의 일종

※ Materials Chemistry 게재(2021.11.24.), “Size-Dependent Properties of Solution-Processable Conductive MOF Nanocrystals”