플럭스 기반 리간드 교환을 통한 MOF 유리 재구조화

금속-유기 골격체(MOF) 용융 퀀칭 유리는 MOF의 모듈성 및 미세 다공성과 유리의 가공성을 겸비하지만, 결정질 유사체에 비해 구조적 및 기능적 다양성이 부족했습니다. 본 연구에서는 킬레이트 리간드인 1,10-페난트롤린이 유기 플럭스로 작용하여 특정 MOF의 유리 전이 온도를 낮추고 용융 중 리간드 교환을 유도함을 보였습니다. 이를 통해 MOF 유리 내 국부 배위 및 전체 토폴로지를 제어할 수 있게 됩니다. 특히 Co2+ 기반 시스템에서 페난트롤린은 금속 노드에 배위하여 배위수를 증가시키고 말단 리간드를 형성함으로써 네트워크 연결성을 감소시킵니다. 이러한 배위권 공학은 기존 무기 또는 유기 유리에서는 달성하기 어려웠던 수준의 구조 제어를 가능하게 합니다. 결정적으로, 낮아진 가공 온도는 열 분해를 억제하여 자기 불순물이 없는 Co2+ 기반 MOF 유리를 합성할 수 있게 합니다. 이러한 유리는 반강자성 결합을 나타내며, 용융 퀀칭으로 형성된 자기 MOF 유리의 독특한 사례를 제시합니다. 최종적으로, 이 전략을 기존에는 용융 불가능했던 카르복실레이트 기반 MOF로 확장하여, 플럭스 매개 리간드 교환이 맞춤형 연결성 및 특성을 지닌 하이브리드 유리를 제조하는 다용도 경로임을 확립했습니다.