184 … NICE, 제33권 제2호, 2015
유기 결합분자에 금속이온이 결합된 형태로 되 어 있는 금속유기구조체(Metal-organic framework, MOF)는 1차원, 2차원, 또는 3차원의 구조를 형성하 기 때문에 매우 높은 표면적을 가지는 나노기공이 존재하게 된다. 따라서 이러한 MOF의 다공성 성질 때문에, 촉매로 사용되거나 가스 저장에 아주 유리 하다. 그러나 반복되는 흡착과 탈착과정은 나노기 공에 기계적으로 응력(stress)이나 변형(strain)을 주 게 되기 때문에 MOF의 반응성은 떨어질 수밖에 없 다. 일리노이대학(University of Illinois at Urbana- Champaign)의 연구팀인 Su et al.은 개별 zinc zeolitic-
imidazolate(ZIF-8)결정에 압축변형을 주어서 기계적 변형이 MOF에 미치는 영향을 살펴보았다(그림 1 참 조). 특히 기공에 메탄올이 있는 경우 MOF 결정이 단단해지는 것을 발견하였다. 그 결과 빈 기공만 있 는 MOF결정에 가해진 힘과 동일한 힘이 메탄올이 있는 MOF결정(methanol-solvated ZIF-8)에 가해지면 완전히 부서지는 것을 발견하였다. 간단한 압축변형 을 이용한 MOF의 기계적인 물성에 대한 연구는 산 업에서 사용되는 MOF의 변형이나 기계적 물성을 파 악하는 데 유용하게 사용할 수 있는 방법이다.
그림 1. TEM images of ZIF-8 microcrystal during the in-situ compression test a varisous displacements (a) before contact (b)60, (c) 270, (d) 390, and (e) 480nm displacement, and (f) after unloading. All scale bars are 200nm [Su et al., J. Am. Chem. Soc. 137, 1750 (2015) DOI: 10.1021/ja5113436]
압축변형을 이용한 MOF 촉매의 기계적 물성에 대한 연구
(Compression-induced deformation of individual metal−organic framework microcrystals)
Su et al., J. Am. Chem. Soc. 137, 1750 (2015) DOI: 10.1021/ja5113436
