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굽은-중심 액정들 - 유연한 물질 시스템에서 극성 질서, 거시 구조 카이랄성 및 자발적인 비대칭화

전문가 제언: ○ 액정은 비교적 최근에 발견된 새로운 상으로 그간 많은 연구가 되어 왔다. 그러나 대부분 막대모양의 딱딱한 방향족 환으로 된 메소젠 그룹과 알킬체인 등의 유연한 스페이서로 된 간단한 구조의 화합물로 구성되어 있었다. 이들은 성질이 크게 다른 두 성분이 한 분자 내에 공유결합 되어 있다. 하지만 서로 섞이지 않으려는 성질로 같은 성질의 그룹들이 모여 미세 상분리가 일어나 액정을 만든다.

– 지금까지 이와 같은 간단한 모양의 액정에 대해 집중적인 연구가 있었고, 응용 또한 이들 분자들을 이용한 것들이다. 이들 액정은 액정TV를 비롯한 디스플레이 및 IT 분야에 필수불가결한 소재이다.

○ 한국은 액정TV 및 IT 분야에서 세계 최고라고 자타가 인정하지만 실상은 거의 모든 소재를 외국에 의존하고 있는 실정이다. 특히 액정은 세계적으로 Merk사 및 Chisso사 등 몇몇 회사에 독점되어 있다고 해도 과언이 아니다. 액정 분야는 거의 모든 물질이 특허로 독점되어 있어 국내의 몇몇 기업이 액정사업에 관심은 갖고 있으나 감히 진입할 엄두를 못내는 실정이다. 국내 대학 및 국책연구소에서도 액정에 대한 기초연구나 응용연구는 극히 제한적으로 이루어지고 있다.

○ 이와 같이 기존의 막대형 액정으로는 특허장벽을 피할 방법이 거의 없는 실정이다. 아직 연구 초기단계이고 밝혀진 것보다 모르는 것이 많은 굽은-중심 액정 분야에 학계와 기업이 공동으로 노력한다면 특허장벽을 회피할 수도 있을 것이다.

○ 특히 액정의 응용에서는 사용가능 온도범위를 넓게 만드는 것이 가장 중요하다. 이를 위해 각종 화합물을 혼합하여 사용한다. 이 혼합물의 조성이 실용 면에서 가장 어렵고 필요하다. 이런 관점에서 다양한 상들을 만들어 내는 굽은 중심 액정은 그 자체로 응용도 중요하지만, 기존 액정에 굽은-중심 액정을 혼합하여 새로운 성질을 발현하는 액정 혼합물을 만들어 낼 수 있는 분야이다. 따라서 새로운 성질의 액정 혼합물로 기존용도, 예를 들어 액정TV 등의 휘도 향상이나 스위치 임계전압을 낮게 하는 조성 등의 개발도 고려할 만하다.

○ 기존에는 카이랄한 스페이서를 이용하여 콜레스테릭 액정을 만들어 원하는 파장의 빛을 반사시킬 수 있었으나, 아카이랄한 물질을 혼합하면 카이랄성이 저하되는 단점이 있어 반사광의 강도가 낮아진다. 그러나 굽은-중심 화합물을 첨가하면 오히려 카이랄성이 증가된다. 이 성질을 이용한 새로운 혼합물의 조성 개발도 관심의 대상이다.

저자: Reddy, RA; Tschierske, C
자료유형: 학술정보