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빛에 의해 다양한 색을 나타내는 유기분자 단결정

전문가 제언: ○ 빛, 열, 전기, 산과 염기, 용매, 자장, 압력 등의 외부자극에 의해 가역적으로 분자구조 또는 물리적 상태가 변화하여 자신이 가지는 성질이 가역적으로 변화하는 재료가 모든 산업분야에서 주목을 받고 있는데 외부자극 중에서 광은 속도가 빠르며 또 접촉하지 않고도 자극을 줄 수 있기 때문에 차세대의 스위치재료로서 특히 전자, 광학, 의료재료 등 폭넓은 분야에서 기능재료로 응용이 기대된다.

○ 지금까지는 여러 가지 색을 나타내는 광호변색소를 고분자와 혼합한 전색(full color) 광호변 재료가 보고 되어 있다. 광호변반응은 분자구조의 변화를 동반하므로 색의 변화만이 아니라 굴절률, 유전율, 분극률, 기하구조, 산화 환원전위 등도 가역적으로 변화한다.

○ 그러나 광호변반응을 나타내는 결정재료는 흔하지 않으며 결정상태에서 광호변현상을 나타내는 것은 풀기드와 디아릴 에텐 등이 알려져 있는데 이들은 모두 광이성화에 따라 분자구조의 변화가 가역적으로 일어나며 두 가지 광호변 이성질체의 열안정성이 유지되고 결정상태를 유지하므로 광호변성을 나타내는 결정성 물질이다.

○ 광호변성 결정재료는 광호변성 고분자재료에 비해 특정한 반응만을 선택적으로 높은 효율로 진행하며 고감도이며 광열화속도가 적으며 흡수, 형광, 굴절률 등의 고체 광물성에 편광특성이 나타나는 이점이 있다.

○ 그러나 이와 같이 광호변 결정재료가 우수한 성질을 가지고 있으나 전색을 나타내는데 어려움이 따른다. 광호변성 고분자에서는 여러 종류의 광호변성색소를 혼합하여 쉽게 전색을 나타내나 결정성 화합물에서는 재결정시에 이종분자를 배제하면서 규칙적으로 배열되어 결정이 성장하므로 여러 가지 분자가 섞인 상태로 결정을 얻기 어렵다. 그러므로 섞인 결정을 얻기 위해서는 분자간 상호작용과 분자구조의 검토가 필요하다. 본고에서는 이러한 결정성 재료로부터 전색발색이 가능한 재료 개발에 관련된 최신의 의미 있는 자료를 소개하고 있어 흥미롭다.

저자: Seiya Kobatake
자료유형: 학술정보