Owing to the rapid rise of global energy demands, the operation of nuclear power plants is still indispensable. However, following the nuclear accident at Fukushima-Daiichi in 2011, the secure sequestration of radioactive waste has become critical for ensuring safe operations. Among various forms of nuclear wastes, capturing radioactive organic iodide (ROIs, e.g., methyl iodide, ethyl iodide, and propyl iodide) as one of the important species in gas phase waste has been challenged owing to the insufficient sorbent materials. The environmental release of ROIs with high volatility can give rise to adverse effects, including the accumulation of these substances in the thyroid and the development of conditions such as hypothyroidism and thyroid cancer. Compared to an iodine molecule, ROIs exhibit low affinity for conventional sorbents such as Ag@mordenite zeolite and triethylenediamine-impregnated activated carbon (TED@AC), resulting in lower sorption rates and capacities. Furthermore, in conditions resembling practical adsorption environments with high humidity, the presence of H2O significantly impedes the adsorption process, leading to a nearly complete cessation of adsorption. To address these issues, metal-organic frameworks (MOFs) can be effective alternative sorbents owing to their high surface area and designable and tailorable pore properties. In addition, the wellfined crystalline structures of MOFs render in-depth study on the structure-properties relationship. However, there has been limited research on the adsorption of ROIs using MOFs, with the majority of adsorption processes relying on highly reversible physisorption. This type of ROIs adsorption not only exists in a precarious state that is susceptible to volatilization but also exhibits significantly reduced adsorption capabilities in humid environments. Thus, for the secure adsorption of the volatile ROIs, the development of sorbents capable of chemisorption is highly desirable. In this study, we focused on ROIs adsorption by electrophilic aromatic substitution with the electron-rich m-DOBDC4− (m-DOBDC4− = 4,6-dioxo-1,3-benzenedicarboxylate) present in Co2(m -DOBDC). The chemisorption of ROIs via electrophilic aromatic substitution not only leads to the formation of C-C bonds, ensuring stability but also triggers color changes in the crystal by interacting with open-metal sites and iodide ions. Leveraging these advantages, we developed an infrared radiation-based sensing method that demonstrates superior performance, exhibiting high adsorption capacities and rates, even under the challenging conditions of high-humidity practical environments.

이 연구는 ‘태양 복사’가 ‘가시광선 복사’로, ‘지구 복사’가 ‘적외선 복사’로 상호 대체될 수 있는 개념인가에 대한 문제 인식에서 출발하였다. 이를 위해 각 개념을 어떻게 인식하고 있는지를 드러낼 수 있는 질문지를 통하여 지 구과학 I을 이수한 고등학생들의 인식을 조사하고, 이들의 인식에 영향을 미칠 수 있는 교과서의 서술 및 삽화를 분석 하였다. 이 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 조사에 참여한 학생들은 모두 태양 복사를 가시광선 영역에서만 방출되는 복사로 인식하고 있으며, 지구 열수지에서 대류·전도·숨은열을 복사에 의한 에너지 전달로 인식하고 있는 학생 들도 약 35%로 나타났다. 둘째, 2015 개정 교육과정의 지구과학 I 6종 교과서를 분석한 결과, 2종에서는 ‘단파 복사’와 ‘장파 복사’라는 용어를 도입하지만 이들에 대한 설명이 없었으며, 다른 2종에서는 태양 복사를 각각 ‘주로 가시광선 형 태의 복사’ 또는 ‘파장이 짧은 가시광선 복사’로 서술하였다. 그 밖의 2종 교과서에 있는 태양 복사와 지구 복사에 관 하여, 파장 영역에 대한 설명이 없거나 ‘단파장/장파장’이라는 모호한 용어가 사용되었다. 아울러 2종의 교과서에서 열 수지 삽화에 일부 오류가 발견되었다. 따라서 교과서들이 단파 복사와 장파 복사에 관한 정확한 용어 정의 없이 태양 복사와 지구 복사를 설명함에 따라 학습자들은 태양 복사와 지구 복사를 각각 가시광선 복사와 적외선 복사라는 개념 으로 인식할 개연성이 있다. 이를 종합해 보면, 교과서에 기술된 불분명한 진술이나 오류가 학생들의 오개념을 유발하 거나 재생산할 수 있음을 함의한다. 이 연구에서 논의된 바가 지구의 열수지와 복사 평형에 대한 교수·학습 과정의 유 용한 참고 자료로 활용되고, 추후 교과서 집필에서도 합리적인 서술 방안을 제안하는 데 기여할 수 있으리라 기대한다.