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연질 다공성 골격의 기능성 물질

전문가 제언: ○ 지금까지 대부분의 기능성 다공성 물질들이 다공성 기질에 기능기를 가진 물질 또는 원소를 결합/치환하여 제조되는데 반하여 새로운 기능성 물질들은 유기 기능기가 공극 벽에 결합될 뿐 아니라 공극 벽 자체를 주로 구성하는 물질로서 다공성 골격의 지지체고서 공극구조와 표면적을 구축하는 기질이 된다.

○ 이 물질들은 유기기능기가 공극 벽의 일부이므로 무게, 부피, 그리고 표면적당 유기기능기의 양이 현저히 많고, 기능기가 공극을 막지 않아 들어간 물질의 접근성을 보장하고, 기능기가 공극의 일부로 작용하므로 안정하며 견고한 구조를 가지고, 골격에 최소한 두 개의 화학결합으로 연결되어 열적 그리고 화학적으로 대단히 안정한 점 등, 그들의 특수한 구조 때문에서 오는 특징적인 장점이 있다.

○ 이 물질들은 활용에서 여러 문제점들을 해결할 수 있다. 예를 들면 촉매분야에서, 이러한 골격에 결합될 수 있는 대단히 많은 수의 유기기능기는 물질의 공극 벽을 주로 촉매로 구성될 수 있게 함으로써 이 시스템이 균질과 비 균질 촉매 간의 이상적인 연결 고리가 될 수 있다. 그리고 지금까지 제조된 중 가장 큰 표면적을 가진 COFs들은 수소저장물질로도 사용될 수 있어 관심을 끌고 있다.

○ 서울대학교 나노결정 물질 연구센터를 비롯하여 한국과학기술원, 한국화학연구소, 부산대학교, 국내에서의 MOFs와 PMOs에 대한 연구가 수행되고 있다. 서울대학교 현택환 교수팀은 다공성 활성탄의 연구에서 많은 연구업적을 내고 있고 특히 한국과학기술원 강정구 교수팀에서 수행한 최근 연구에서 Li과 Mg 이온을 첨가한 3D COFs의 H2 흡착 에너지에 대한 계산 결과 이 물질들이 포화 수소저장능이 DOE의 목표 값(6.5 wt%)을 초과하는 대단히 가치 있는 연구로 평가받고 있다.

저자: Arne Thomas
자료유형: 학술정보