MOF 고함량 3D 프린팅 필라멘트 기반 흡착·다공성 소재 연구

Adsorptive porous materials via high-loading MOF 3D-printed filaments

연구 내용

열가소성 고분자에 금속유기구조체(MOF)를 고함량으로 도입한 3D 프린팅 필라멘트를 제조하여 CO2와 염료에 대한 흡착 성능을 확보하는 연구

본 연구는 MOF를 열가소성 고분자 매트릭스에 혼합한 뒤 균일한 복합 슬러리를 기반으로 고함량 필라멘트를 형성하고, FDM 3D 프린팅 공정을 통해 구조화된 흡착 소재를 구현하는 데 초점을 둡니다. 폴리머의 블로킹 효과를 완화하면서 MOF 입자 간 연결성과 표면적을 유지하도록 조성·공정 변수를 설계합니다. 또한 수지상 섬유질 실리카 나노층 및 다공성 실리카 구조를 활용하여 담지체 또는 기능성 레이어로 확장하는 접근을 병행합니다.

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연구 흐름

초기에는 탄소 기반 지지체와 다공성 무기 구조를 제작하고, 표면 개질에 필요한 전처리·성장·후처리 공정의 재현성을 확보했습니다. 이후 MOF를 고분자에 도입할 때 석출 및 혼합 균일성 문제를 해결하기 위해 가소화와 슬러리 조성을 조절하는 방향으로 연구를 전환했습니다. 최근에는 고함량 MOF 복합 필라멘트를 직접 3D 프린팅하여 흡착 성능을 유지하는 소재 제조 기술로 심화하고, 다공성 실리카 나노구조를 결합한 확장 가능성을 검토하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

CO2 흡착·고정 필라멘트
유기 염료 수처리 흡착 레이어
FDM 3D 프린팅용 고부하 소르벤트
다공성 실리카 기반 담지체
흡착-탈착 재생형 분리 장치
가스·용매 선택성 분리 소재
다층 구조 흡착 모듈 제작
표면 개질형 기능성 코팅
촉매 담지 기반 전처리 소재
대면적 흡착 구조체 제조 기술