MOF는 SBUs(Secondary Building Units)와 linker로 구성 된 유기-무기 하이브리드 물질들이다.
여기서 SBUs는 한개 이상의 금속이온이 산소나 질소에 배위결합(coordination)한 무기물을 말하며, 이러한 cluster들을 서로 연결해주는 유기물을 linker이라고 한다.
정확한 정의로는 MOF 구조에서 반복적으로 나타나는 무기물을 SBUs라 한다.
MOF는 한국말로 기공성 나노결정이라고도 하며, MOF의 주된 기능이 가스나 특정 크기의 분자를 가두어 흡착, 저장하는 것이다. 다른 말로는 분자 크기에 대비해서 표면적과 빈 공간이 많이 있고 이러한 분자의 크기나 화학적 특성을 부여할 수 있다. 이러한 화학적 특성은 위에서 설명한 SBUs 외에도 linker의 크기와 구조로 인해 분자의 전체적인 모양이 달라지면서 야기된다.
이 때 특정한 종류의 MOF는 linker의 functional group을 이용해 사용자가 원하는 방향으로 조절(크기)이 가능한데 이러한 것들을 modulators라 하며, linker와 대비되는 역할을 한다.
지금 설명하고자 하는 modulator는 mono-carboxylic acid(acetic acid)의 기능이다.
modulator는 보통 linker보다 높은 농도로 실험을 진행하며, MOF 합성 과정에서 SBUs와 linker가 결합을 하는데 이때, linker보다 높은 농도의 modulator로 인해 SBUs는 linker보다 modulator에 먼저 반응하면서 구형태의 분자를 형성한다. modulator는 SBUs와 1:1로 결합을 하지만 linker는 하나 이상의 금속이온과 결합을 할 수 있다는 점을 유의하자. 결국 linker는 점점 modulator를 대체하면서 MOF 결정의 성장 속도를 늦추게 되고 crystallinity가 높은 결정을 얻을 수 있게 된다.
출처 : https://www.koreascience.or.kr/article/JAKO201424750260725.pdf
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0020169320312251