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입자 내 다공성 소재 원하는 형태로 섞는 합성법 개발

송고시간2022-03-02 15:39

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울산과학기술원(UNIST)은 입자 안에 여러 '금속-유기물 골격체'(MOF·metal-organic framework) 소재를 원하는 형태로 섞는 합성 기술을 개발했다고 2일 밝혔다.

UNIST에 따르면 화학과 나명수·민승규 교수 연구팀은 온도를 조절해 서로 다른 화학적 특성이 있는 구성물들의 공간 분포를 선택적으로 유도할 수 있는 새로운 MOF 합성 기술을 개발했다.

나명수 교수는 "단위 구조체의 공간 분포를 잘 조절하면 원하는 목적에 맞는 MOF 소재를 만들 수 있다"며 "다양한 MOF 기반 센서, 촉매, 기체 저장 장치를 개발하는 데 쓸 수 있을 것"이라고 말했다.

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UNIST, 온도 변화로 기본 단위구조의 공간 분포 조절

입자 내 각기 다른 종류의 MOF를 분포시킨 모습
입자 내 각기 다른 종류의 MOF를 분포시킨 모습

[울산과학기술원 제공. 재판매 및 DB 금지]

(울산=연합뉴스) 김용태 기자 = 울산과학기술원(UNIST)은 입자 안에 여러 '금속-유기물 골격체'(MOF·metal-organic framework) 소재를 원하는 형태로 섞는 합성 기술을 개발했다고 2일 밝혔다.

UNIST에 따르면 화학과 나명수·민승규 교수 연구팀은 온도를 조절해 서로 다른 화학적 특성이 있는 구성물들의 공간 분포를 선택적으로 유도할 수 있는 새로운 MOF 합성 기술을 개발했다.

다공성 고체인 MOF는 기공 안에 기체를 가두거나 특정 기체만 잡아낼 수 있어 기체 저장장치, 센서, 촉매 재료로 주목받는 차세대 소재다.

기본 단위 구조 여러 개가 이어진 형태로, 이 단위 구조를 이루는 금속과 유기물의 조합이 바뀌면 단위 구조의 모양이 바뀌거나 화학적 성질이 달라져 새로운 종류의 MOF가 된다.

연구팀이 개발한 기술은 온도를 변화시켜 기본 단위 구조의 공간 분포를 조절할 수 있게 한다.

온도가 높으면 A조합 단위 구조는 입자 바깥에서, B조합 단위 구조 합성은 입자 안쪽에서만 일어나 '코어 셸 구조'(입자의 겉과 속이 다른 물질로 이뤄진 구조)가 된다.

온도를 낮추면 A, B 단위 구조가 골고루 섞인 형태가 되는데, 코어 셸 구조 여러 개로 구성된 멀티 코어 셸 구조도 가능하다.

UNIST 나명수 교수(왼쪽)와 민승규 교수. [울산과학기술원 제공. 재판매 및 DB 금지]

UNIST 나명수 교수(왼쪽)와 민승규 교수. [울산과학기술원 제공. 재판매 및 DB 금지]

나명수 교수는 "단위 구조체의 공간 분포를 잘 조절하면 원하는 목적에 맞는 MOF 소재를 만들 수 있다"며 "다양한 MOF 기반 센서, 촉매, 기체 저장 장치를 개발하는 데 쓸 수 있을 것"이라고 말했다.

연구 결과는 국제 학술지인 '네이처 커뮤니케이션스'(Nature Communications)에 지난달 25일 자로 온라인 공개됐다.

연구는 한국연구재단이 주관하는 선도연구센터의 지원을 받아 이뤄졌다.

yongtae@yna.co.kr

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