나노기술 및 정책 정보

• 목록

토호쿠(東北)대학, 이와테(岩手)대학, 고휘도광과학연구센터(JASRI) 등의 공동 연구그룹이 아크릴 수지 등의 고분자 재료 표면에 MOF(Metal–Organic Framework) 박막을 간편하게 제작하는 방법을 개발하는 데 성공함. 규칙적인 나노 크기의 기공을 갖는 재료인 금속 유기 구조체(MOF)는 공공(空孔)으로 물질을 흡·탈착하는 등 그‘다공성’에 특징이 있음. 그러나 MOF의 일반적인 제조 방법에 의해 분말 시료를 얻을 수는 있지만 이를 얇은 막으로 제작하기란 어려웠음. 연구진은 고분자 박막을 얻기 위하여 사용되는‘교대(layer-by-layer)흡착법’에 주목했으며, 교대흡착법은 기판을 다른 두 종류의 용액에 교대로 침지(浸漬)하여 기판 표면에 분자 수준의 매우 얇은 막을 연속적으로 제작할 수 있는 기술임. 연구진은 금속 이온의 용액과 유기 분자 용액의 두 가지 용액을 각각 준비하고, 이 기판을 교대로 침지하여 MOF 박막을 제작함. 기판 재료로는 가정에서도 사용되는 일반적인 고분자 재료 4종류를 선택했으며, 얻어진 MOF 박막 구조를 대형 방사광 시설 SPring-8을 이용하여 분석한 결과, 고분자 재료의 극성에 따라 다른 구조의 MOF 박막을 얻을 수 있음을 확인함. MOF를 박막으로 얻을 수 있게 됨으로써 전자 기능 소자로의 이용 방법이 열릴 것으로 기대됨. 본 연구 성과는 향후 MOF 막의 성장 원리의 또 다른 규명을 위한 기초 연구 및 전자 소자로의 전개를 위한 응용 연구로 이어질 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ‘ACS Applied Materials & Interfaces’ (“Layer-by-Layer Growth Control of Metal-Organic Framework Thin Films Assembled on Polymer Films”) 지에 게재됨.