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π공액계고분자의 아키텍처

전문가 제언: ○ 전도성 고분자 재료는 고분자 주사슬을 따라 넓게 펼쳐진 π공액계와 전자가 비국재화된 구조를 갖는 특이한 유형의 고분자로, π공액 형태가 고분자 골격에 존재하면 도핑에 의해 전자 밀도가 비국재화되며 이로 인해 전기 전도성이 될 수 있다. 폴리아세틸렌과 같은 고분자에는 탄소 원자들의 단일 결합과 이중 결합이 번갈아 반복되는 사슬구조를 하고 있어서 π-전자가 어느 정도 자유롭게 움직일 수 있기 때문에 π-공액고분자(π-conjugated polymer)로 부른다.

○ 공액폴리머는 전자용품으로 이용될 수 있는 매력적인 물질이나 지금까지의 π공액계고분자는 아세틸렌 등의 부가중합, 방향족 화합물의 산화중합, 유기금속시약을 이용한 방향족화합물 포함 불포화탄소수소류의 축중합으로 제조되었으며 대부분의 뱡향족 고리의 π공액계고분자는 축차중합으로 진행되는 중합법으로 제조되고 있어 분자량과 폴리머의 말단그룹이 정밀하게 제어되지 않는 문제점이 있다.

○ 그러나 최근에 π공액계고분자 합성에 있어, 촉매 이동 축합 중합을 통하여 리빙중합을 성공한 바 있다. 이 중합에서 금속 촉매는 분자내부로부터 연장된 분자의 고분자 말단으로 이동한다. 필자 등과 McCullough 등은 거의 동시기에 말단구조가 명확한 폴리(핵실티오펜)이 리빙중합과 동등한 연쇄중합에 의해 분자량을 제어하여 합성할 수 있음을 보고한 바 있으며, 본고는 연쇄중합으로 진행되는 π공액계고분자의 제어된 중합법의 개발과 최근 보고된 π공액계고분자 아키텍처 합성에 대하여 설명한 것이다.

○ 전도성 고분자는 플라스틱과 금속 또는 반도체로서의 특성이 결합된 신소재로서 전기적 화학적 성질을 활용하여 커패시터, 광전변환재료, 유기 EL재료, 전계 효과형 유기트랜지스터에 응용하기 위한 연구가 활발하게 수행되고 있다. 본고는 π공액계고분자 합성의 촉매 이동형 연쇄 축중합과 π공액계고분자 아키텍처에 대하여 설명한 것으로 전도성 고분자 개발에 중요한 자료가 될 것으로 생각된다.

저자: Tsutomu YOKOZAWA, Yutaka NANASHIMA
자료유형: 학술정보