본 연구에서는 친환경적이고 경제적인 수용액 환경에서 금속-유기 골격체(metal-organic frameworks, MOF)인 UiO-66을 합성하는 방법을 개선하고, 합성 조건이 UiO-66의 표면적 및 결정성에 미치는 영향을 분석하였다. 합성 실험은 금 속 용액과 리간드 용액의 주입 순서 및 계면활성제(Tween 20)의 첨가 유무를 변화시키며 진행하였다. 그 결과, 리간드 용액 을 금속 용액에 주입하고 계면활성제를 사용하지 않은 경우, 표면적과 결정성이 더 높은 UiO-66을 얻을 수 있었다. SEM 및 XRD 분석 결과, 계면활성제의 첨가는 입자 크기와 결정 구조에 큰 변화를 주지 않았으나, BET 분석 결과 표면적 감소가 확 인되었다. 이는 합성 과정에서 계면활성제가 핵 형성과 결정 성장에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 본 연구 결과는 수용액 기반 UiO-66 합성법의 최적화, 대규모 제조 공정 및 다양한 산업적 응용에 유용한 정보를 제공할 수 있을 것이다.

물 흡수-팽윤성 엘라스토머(water-swellable elastomer)는 연성 로봇, 센서 및 에너지 수확 장치에 사용할 수 있는 한 종류의 연성소재(soft material)이다. 대부분의 엘라스토머(elastomer)는 소수성(hydrophobicity)으로 인해 물에 대한 용해도 가 매우 낮지만, 물 흡수-팽윤성 엘라스토머는 내부 포함된 수용성 액적으로 인해 본래의 부피 이상의 물을 흡수할 수 있다. 엘라스토머 내부에 분산된 수용성 액적은 주변 수용성 매질보다 삼투압이 높은데, 액적과 주변 유체 사이의 삼투압 차이가 외부의 물이 액적으로 흡수되도록 한다. 외부 수용성 매질 환경의 조건에 따라, 삼투압이 다르기 때문에, 물 흡수 팽윤성 엘 라스토머는 다양한 팽윤 거동을 보일 수 있다. 본 논문에서는 이온 강도(ionic strength), 매질에 용해된 염의 종류, 온도 등이 물 흡수-팽윤성 엘라스토머의 팽윤 거동에 어떤 영향을 미치는지에 대한 체계적인 연구결과를 보여준다. 물 흡수-팽윤성 엘라 스토머를 만들기 위하여, 물과 글리세롤 혼합물 액적을 실리콘 엘라스토머(두께 150 μm)에 전단응력을 이용하여 분산시켰다. 이러한 실리콘 복합체는 외부 수용성 매질의 삼투압과 복합체 내부 수용성 액적의 삼투압의 차이에 따라 팽윤 거동이 결정되 는 것을 확인하였다. 따라서, 이러한 다양한 매질에서의 팽윤 거동에 대한 연구는 삼투압 센서 혹은 반투성막 등을 설계하는 데 필요한 정보를 제공할 수 있다.