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금속 클러스터(cluster); 상기 금속 클러스터와 결합되는 치환기를 갖는 금속 포피린 리간드인 제1 링커; 및상기 제1 링커의 중심 금속에 배위되는 피리딜 기반의 제2 링커; 를 포함하고, 상기 제1 링커는 하기의 화학식 1로 표시되고,상기 제2 링커는 하기의 화학식 2로 표시되고,메타 물질(Metamaterials) 성질을 갖는, 금속-유기골격체:[화학식 1] (여기서, R1 내지 R6은, 각각, 수소, 하이드록실기(-OH), 할로겐, C1~C3의 알킬기, C2~C3 알케닐기, C2~C3 알키닐기 및 C1~C3 알콕시기에서 선택되고, M은, 전이 금속, 13족 원소, 14족 원소, 15족 원소, 란탄족 원소 및 악티늄족 원소에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함한다
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제1항에 있어서,상기 금속-유기골격체는, 음성 푸아송 비(Negative Poisson's Ratio, NPR)를 갖는 것인, 금속-유기골격체
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제1항에 있어서,상기 금속-유기골격체는, 금속 클러스터, 제1 링커 및 제2 링커의 자가조립에 의한 다공성 고체이고, 변형 가능한 기계적 메타물질을 포함하는 것인, 금속-유기골격체
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제1항에 있어서,상기 금속-유기골격체는, 상기 금속 클러스터, 제1 링커 및 제2 링커를 빌딩 블럭으로 구성된 나노 케이지를 포함하고,상기 나노 케이지는, 다면체 구조체(polyhedral structure)인 것인,금속-유기골격체
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제4항에 있어서,상기 나노 케이지는, 상기 금속 클러스터, 상기 제2 링커 또는 이 둘에 의한 나노 케이지 간의 연결을 위한 연결기를 갖는 것인, 금속-유기골격체
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제4항에 있어서,상기 나노 케이지는, 10 개 이하의 연결기를 갖는 것인, 금속-유기골격체
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제4항에 있어서,상기 나노 케이지는, 마름모육팔면체(rhombicuboctahedron) 입체 구조를 가지며,상기 나노 케이지는, 8개의 금속 클러스터 연결기 및 2개의 제2 링커 연결기를 포함하는 것인, 금속-유기골격체
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제1항에 있어서,상기 금속-유기골격체는, 복수개의 나노 케이지가 연결되고 배열된 내부 구조를 갖는 팩킹 시스템을 포함하고,상기 팩킹 시스템은, 상기 나노 케이지의 연결기에 의해 연결되고,상기 연결기는, 상기 팩킹 시스템의 내부 구조 배열의 기계적 변형을 유도하는 접히는 지점(Hinged point)을 포함하는 것인, 금속-유기골격체
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제8항에 있어서,상기 기계적 변형은, 접히는 지점 중심으로 상기 팩킹 시스템의 내부 구조 배열의 회전, 수축 및 팽창 중 적어도 하나이고,상기 접히는 지점은, M'-O-M' (M'는 금속 클러스터의 금속이다
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제1항에 있어서,상기 금속 클러스터에서 금속(M')은, 전이 금속, 13족 원소, 14족 원소, 15족 원소, 란탄족 원소 및 악티늄족 원소로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 금속-유기골격체
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제1항에 있어서,상기 금속 클러스터는 [M'2(COO)3]2O(M'는 2가 금속이다
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제1항에 있어서,상기 화학식 1에서 R1 및 R4는, 각각, 수소, 하이드록실기(-OH), 할로겐, C1~C3의 알킬기, C2~C3 알케닐기, C2~C3 알키닐기 및 C1~C3 알콕시기에서 선택되고, R2 내지 R3는, 각각, 수소, 할로겐, C1~C3의 알킬기, C2~C3 알케닐기 및 C2~C3 알키닐기에서 선택되고,R5 내지 R6는, 각각, 수소, 하이드록실기(-OH), 할로겐, C1~C3의 알킬기, C2~C3 알케닐기, C2~C3 알키닐기 및 C1~C3 알콕시기에서 선택되는 것인, 금속-유기골격체
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제1항에 있어서,상기 M은, 2가 금속이며,상기 M은, 아연(Zn), 주석(Sn), 이리듐(Ir), 카드뮴(Cd), 로듐(Rh), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 바륨(Ba), 스트론튬 (Sr), 칼슘 (Ca), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 나이오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 백금(Pt) 및 금(Au)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것인,금속-유기골격체
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제1항에 있어서,상기 제1 링커 대 제2 링커의 몰비는, 6:5 내지 6:1이고,상기 금속 클러스터 대 제1 링커와 제2 링커의 몰비는, 4:3 내지 8:5인 것인, 금속-유기골격체
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제1항의 금속-유기골격체를 포함하는, 충격파 흡수 재료
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제1항의 금속-유기골격체를 포함하고, 생체 적합성 재료
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제17항에 있어서,상기 생체 적합성 재료는, 의료 장치 (medical devices), 센서(sensors) 또는 분자체 (molecular sieves)에 적용되는,상기 생체 적합성 재료는, 인공 관절용인 것인,생체 적합성 재료
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제1항의 금속-유기골격체를 포함하는, 가스 또는 게스트 분자 (guest molecules)의 흡착, 운반, 저장 및 제거 기능 중 적어도 어느 하나의 기능을 갖는, 재료
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금속-유기골격체의 제조방법에 있어서, 금속 클러스터 전구체; 제1 링커 전구체; 및 제2 링커 전구체를 혼합하고, 용매열 반응(Solvothermal Reaction)을 진행하는 단계;를 포함하고, 상기 금속-유기골격체는, 상기 용매열 반응에 의한 금속 클러스터, 제1 링커 및 제2 링커가 자가조립되고, 상기 제1 링커 전구체는, 하기의 화학식 3a 및 화학식 3b로 표시되는 화합물 중 적어도 하나이고,상기 제2 링커 전구체는, 하기의 화학식 4로 표시되는 화합물이며,메타 물질(Metamaterials) 성질을 갖는 것인, 금속-유기골격체의 제조방법:[화학식 3a] [화학식 3b] (여기서, R1 내지 R6은, 각각, 수소, 하이드록실기(-OH), 할로겐, C1~C3의 알킬기, C2~C3 알케닐기, C2~C3 알키닐기 및 C1~C3 알콕시기에서 선택되고, M은, 전이 금속, 13족 원소, 14족 원소, 15족 원소, 란탄족 원소 및 악티늄족 원소에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함한다
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제20항에 있어서,상기 용매열 반응은, 50 ℃ 이상의 온도에서 진행하는 것인, 금속-유기골격체의 제조방법
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제20항에 있어서,상기 금속 클러스터 전구체는, 금속(M')의 질산염, 카르복실산염, 황산염, 염산염, 탄산염, 할로겐염, 인산염, 수소화물 및 수산화물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 금속(M')은, 전이 금속, 13족 원소, 14족 원소, 15족 원소, 란탄족 원소 및 악티늄족 원소로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 금속-유기골격체의 제조방법
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