성신여자대학교(총장 이성근) 화학·에너지융합학부 박소현 교수 연구팀이 금속-유기 골격체 기반의 초박막 나노필름(SURMOF)을 활용한 새로운 분자 열전 소자 개발을 통해 기존 유기 분자 기반 소자 대비 최대 1,700배 향상된 열전 성능을 구현하는 데 성공했다.

이번 연구성과는 분자 수준에서 전자 구조를 정밀하게 제어함으로써 에너지 변환 효율을 극대화할 수 있는 기술을 확보한 것으로, 특히 연구팀은 유기물과 금속 성분을 정교하게 혼합한 구조를 통해 전자 전달 특성과 열전 성능을 동시에 향상시키는 새로운 접근법을 제시했다. 연구팀이 선보인 ‘금속-유기 골격체 기반 초박막 나노필름(SURMOF)’ 열전 소자는 미래 첨단 산업과 환경 기술의 혁신을 뒷받침할 핵심 소재로 기대를 모으고 있다.

성신여대 박소현 교수는 “이번 연구는 분자 단위에서 에너지 레벨 정렬과 전하 이동을 제어할 수 있는 기술적 토대를 마련한 것”이라며 “이 기술은 미래의 차세대 웨어러블 전자소자, 사물인터넷(IoT) 센서, 에너지 하베스팅 시스템 등 다양한 첨단 산업에 응용될 수 있으며 세계 원천기술 경쟁력 확보에도 기여할 것”이라고 말했다.

당시 학부생 신분으로 이번 연구의 제1저자로 참여한 박지우 연구원(현 성신여대 일반대학원 화학과 석사과정 1학기)은 대한화학회 무기화학 분과 심포지움에서 포스터 발표 동상을 수상했으며 “앞으로도 고성능 분자 열전소자 개발에 기여하고 싶다”고 소감을 밝혔다.

박소현 교수 연구팀의 관련 연구 성과는 국제학술지 『Advanced Science』(IF 14.1, 1저자 박지우, 교신저자 박소현) 및 『Coordination Chemistry Reviews』(IF 23.5, 공동1저자 박지우·임은지, 교신저자 박소현)에 각각 ‘Unveiling Thermoelectric Properties of SURMOF Nanofilms: A New Frontier in Molecular Thermoelectrics’, ‘The Chemistry and Role of Surface-Mounted Metal-Organic Frameworks (SURMOFs) in Next-Generation Nanoelectronics’로 게재되었다.