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나노 상분리구조를 가진 액정성 이온액체의 기능화

전문가 제언: ○ 이미다졸륨과 피리디늄 등의 유기양이온과 특정한 반대이온을 조합하면 실온 부근에서 액상의 염인 이온액체가 얻어지는데 이온액체는 최근 새로운 이온전도성물질로 주목을 받고 있다. 이온액체는 이온성을 가지고 있으나 원래는 유기화합물이므로 통상적인 유기합성법을 통하여 화학수식이 가능하므로 실로 다양한 물성을 발휘시킬 수 있는 이점이 있어 새로운 기능재료로 활용이 가능하다.

○ 이온액체의 새로운 기능화로서 이온액체에 액정화될 수 있는 특성을 부여함으로서 이방적인 전도체로서 활용이 가능하다. 즉, 단독으로 질서구조를 형성하지 않는 이온액체에 동적인 질서를 갖는 액정의 구조, 특성을 부여함으로서 특정 방향으로 이온을 효율적으로 또 선택적으로 전도하는 재료를 구축하는 것을 목표로 하고 있다. 이와 같은 재료는 이온의 전도방향이나 전도의 온/오프 스위치 기능의 새로운 나노디바이스 재료로 응용될 수 있다.

○ 나노미터 크기에서 상분리하여 발현되는 액정상으로 스멕틱상, 컬럼나상, 큐빅상 등이 있다. 이와 같은 구조를 발현하는 분자는 서로 섞이지 않는 2개 이상의 부분으로 된 블럭구조를 가지고 있다. 블록분자의 예로서 친수성의 에틸렌옥시드 사슬이나 이온성기를, 소수성의 알킬사슬이나 퍼플르오로 사슬과 연결된 양친매성분자가 있다. 또 소수성부분으로 막대기모양, 원판모양, 부채꼴모양의 방향족 알킬, 퍼플르오로 사슬로 된 메소젠기와 친수기를 결합시킨 분자 등도 있다.

○ 종래에는 나노 상분리구조의 형성은 리오트로픽액정이 널리 연구되어 왔으나 최근에는 열로 발현되는 서모트로픽액정이 형성하는 나노 상분리구조재료의 구축에 활용하려는 시도가 주목을 받고 있는데 그 예가 바로 이온액체의 액정화에 의한 이방적 이온전도체의 구축이다.

○ 본고에서는 이온액체의 나노 상분리 액정화를 위한 분자설계, 액정성 이온액체의 배향 제어에 의한 이온전도체의 구축에 대한 필자의 연구를 중심으로 한 최근의 연구결과를 소개하고 있는데 새로운 기능성 재료의 개발 연구자들에게 큰 도움을 줄 수 있는 보고서로 사료된다.

저자: Masafumi Yoshio, Takashi Kato
자료유형: 학술정보