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화학센서로서 금속-유기골격 물질

전문가 제언: ○ 다양한 금속이온들, 유기연결체들, 구조적 단일결합단위들 등은 본질적으로 무수한 조합이 가능하며 더욱이 합성 후 변형에 대한 가능성은 추가적인 큰 차원을 부가한다. MOFs는 큰 내부적 표면적, 광대한 다공도 및 고도의 결정성에서 불균일 촉매작용, 가스저장과 분리 등에 사용되는 제올라이트와 자주 비교된다.

○ MOF 구조들과 성질들의 뛰어난 조정성은 다른 후보종류의 화학-센서의 물질들에서 중요한 장점이 된다. 산업공정, 군사적 화학위험물 검출, 의료진단, 식품 품질조절, 직업상 안전, 환경모니터링 등 응용에서 기체와 증기상 분석물질들의 고감도와 선택적 검출이 필요하다. 대다수의 상품화된 센서들은 분석물 분자들과 흡수 또는 반응하는 유기폴리머와 무기반도체 필름에 의존한다.

○ 이 리뷰에서 바람직한 성질들을 가진 MOFs의 디자인, 적당한 신호전달 능력들의 주입 및 박막성장기법들을 사용하여 소자들에 MOFs의 통합한 MOF센서 개발도전들을 간결하게 발표했다. 대부분 MOF의 연결체들이 UV 또는 가시광선 전형적으로 청색 들뜸을 따라 쉽게 발광될 수 있는 방향족 소-단위체를 포함하기 때문에 대단히 큰 수의 MOFs가 광-발광을 일으킨다.

○ 제올라이트는 무기물질로만 형성된 MOFs와 유사체로서 한국에서도 많은 연구개발이 진행되었다. 그러나 MOFs에 대한 연구개발은 국내에서는 미진한 상태이며 국제적으로도 초창기에 해당한다. MOFs는 무기물질인 금속과 방향족 소-단위체, 폴리머 등의 유기연결체들로 결합된 골격으로서 필요에 따라 디자인 된 유기와 무기물질 특성들의 결합 시너지효과와 조합의 다양성을 극대화 할 수 있다.

○ MOFs도 불균일촉매작용, 가스저장과 분리, 양성자교환막 연료전지, 아직 연구 개발되지 않은 미래디자인 될 소자 등 많은 활용이 전망된다. 여기서 취급한 화학센서로서 MOFs는 화학센서의 성능과 실용성을 최적화하는데 요소들인 감도, 선택도, 응답시간, 물질안정성, 신호전달 메커니즘, 재사용 가능성 등 더욱 연구 개발하여 개선할 여지가 많다.

저자: J. E. Kreno et al.
자료유형: 학술정보