<사진설명 : 고등광기술연구소 이창렬 박사(선임연구원)>

광소재/소자 연구실, 이창렬 박사 논문

"NPG Nature Asia Materials"지 소개

고등광기술연구소(소장 이인원) 이창렬 박사(선임연구원)의 최근 연구결과가 ‘NPG Nature Asia Materials’ 5월 ’Featured highlights"에 선정되었다.

NPG Nature Asia Materials지는 영국 네이처그룹(NPG)과 일본 동경공대가 주관해 최근 아시아-태평양 지역에서 발표된 전자소자소재분야의 우수한 리서치 하이라이트 중 가장 주목할 연구를 선정해 ‘Featured Highlight"로 특별해설과 함께 발표한다.

NPG Nature Asia Materails지에 소개된 연구내용은 화학분야의 전문 학술지인 Chemical Communications (http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2011/CC/c0cc04811a)에 게재되었으며, 외부의 물리적 자극에 의해 형광이 변하는 특성을 (piezochromism) 나타내는 액정성 공액 고분자에 관한 내용이다.

물리적 자극에 의해 변색하는 특이적 성질을 지닌 저분자 형광물질은 기존에도 보고된 적 있지만, 고분자 물질로 이를 구현한 것은 세계 최초이다. 공액 고분자인 폴리디페닐아세틸렌 [poly(diphenylacetylene)]은 매우 경직된 주사슬을 가지고 있으며, 이를 통한 고분자 사슬의 규칙적인 배열을 통해 액정성을 유지하게 된다. 이러한 상태에서 고분자 사슬들은 긴 알킬기에 의해 긴 거리로 떨어져 있게 되며, 이로 인해 각각의 고분자 사슬에 있는 페닐 그룹간에 형성된 분자내 엑시머 (intramolecular excimer)로부터 하늘색의 형광을 발생한다. 그러나 외부의 물리적 자극(mechanical rolling, pressure)이 가해질 경우 고분자 사슬의 규칙적인 구조가 붕괴되어, 고분자 사슬들은 서로 가까이 접근하게 된다. 이로 인해 낮은 에너지를 가지는 분자내 엑시머 (intermolecular excimer)가 형성되며 오렌지색의 형광을 나타내게 된다. 이러한 형광특성의 변화는 용매 증기에 의해 고분자 사슬이 다시 재배열됨으로서 원래의 색으로 회복되어지며, 이러한 특성은 폴리디페닐아세틸렌 공액 고분자가 디스플레이나 형광센서로 사용가능하다는 것을 의미한다.

본 연구의 최종 목표는 손가락 누름과 같은 작은 외부의 물리적 자극에도 형광색의 변화를 보이는 super-sensitive piezochromism 공액 고분자를 개발하는 것이다. 이번 연구는 경북대학교 곽기섭 교수, 일본 Fukui 대학의 Toshikazu sakaguchi, Nara Institute of Science and Technology의 Michiya Fujiki 교수와의 한-일 공동연구를 통해 얻어진 결과이다.

<그림설명 : Schematic diagram showing the piezochromism in poly (diphenylacetylene) derivatives. The solvent-cast film (top) has blue fluorescence, whereas the film prepared by mechanical rolling (bottom) has orange fluorescence>

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