과학적 진보는 앞선 연구를 바탕으로 다음 단계로 나아가는 계주와 같습니다. 수년간 많은 발견과 기술은 인류의 이해를 넓히는 데 큰 발걸음을 내디뎠습니다. 매년 발표되는 노벨 화학상, 물리학상, 생리의학상은 이러한 성과 중 일부를 기리고 있습니다. 모든 중요한 혁신가와 아이디어를 다 인정할 수는 없지만, CAS 과학 팀은 과학계와 인류 사회에 광범위한 혜택을 줄 잠재력을 가진 여러 발견을 주목해 왔습니다. 이 중 다음 노벨상 수상자가 나올 수 있을까요?
단순한 분자 빌딩 블록의 자가 조립을 통해 복잡하고 조절 가능한 다공성 물질 구조를 구축하는 것은 오랫동안 난제로 남아 있었습니다. 그러나 1990년대 오마르 M. 야기(Omar M. Yaghi)와 후지타 마코토(Makoto Fujita)에 의해 처음 발견된 금속-유기 골격체(MOF)는 유망한 해결책으로 입증되었습니다. 금속 원자나 클러스터(Zn, Cu 등)를 유기 화합물(카르복실산염, 이미다졸염 등)과 결합함으로써, MOF는 기존 다공성 물질에서는 불가능했던 정밀하게 제어된 견고한 나노 구조와 화학적 기능화를 구현합니다.
금속 및 유기 분자 빌딩 블록의 특성뿐만 아니라 제조 방법(용매 열합성 또는 수열 합성 등)과 유기 용매를 변경하여 MOF를 미세하게 조정할 수 있습니다. 표면적과 흡착 기반 특성을 조절하고 전자적, 자기적, 발광적 특성을 변화시킴으로써 다양한 응용 분야로 확장됩니다. 가스 포집, 분리, 저장(수소, 이산화탄소, 산소 등) 및 불균일 촉매를 위한 유망한 물질로 시작된 MOF는 이제 바이오 센서/바이오 이미징 물질, 약물 전달 시스템, 게스트 분자 결합 및 제거, 담수화/수처리, 심지어 반도체 및 강유전체 분야에서도 활용되고 있습니다.
2025년 노벨 화학상이 2025년 10월 8일에 발표되었으며, 구조 조절이 가능하고 표면적이 넓은 혁신적인 다공성 결정 물질인 금속-유기 골격체(MOF) 관련 연구가 선정되었습니다. MOF의 뛰어난 범용성은 환경 정화, 재생 에너지, 산업 촉매, 의료 진단, 약물 전달, 전자 공학 및 센서 기술 분야의 글로벌 과제를 해결하는 플랫폼으로 활용됩니다. MOF가 재료 과학의 미래를 어떻게 변화시키고 있는지, 그리고 상업적 전환점에 얼마나 가까워졌는지에 대한 CAS 과학자들의 견해를 확인해 보십시오.
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사진 제공: © Nobel Prize Outreach. 사진: Nanaka Adachi NobelPrize.org. Nobel Prize Outreach AB 2023. 2023년 9월 13일 수요일.
