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위계적 다상구조를 갖는 고분자 설계와 모폴로지 제어

전문가 제언: ○ 블록공중합체의 자기조직화에 대한 최초의 연구는 1960년대에 시작되었는데 블록공중합체는 고체나 또는 농후한 용액 중에서 높은 주기성을 나타내는 구조를 가지고 있음이 밝혀졌다. 또 점탄성 및 열적 성질과 최종적으로 전자현미경을 이용한 모폴로지 등의 계속된 연구에 의해서 그 구조의 주기성이 확인되었다. 그 이후 외부의 자극에 의한 다상구조 간의 전이현상이나 상의 안정성이 집중적으로 검토되었으며 중수소 라벨 기술을 이용한 중성자 산란 측정에 의한 나노상 분리가 분자수준에서 조사되었다.

○ 1980년 이후에 들어서는 표면에서 주기성을 나타내는 두 성분의 선형 또는 별모양 공중합체의 2원 연속상 구조와 3성분의 선형 3원 공중합체로 이루어지는 3연속상 구조가 연구되었으며 ABC 선형 3원공중합체에서 3중의 주기성을 나타내는 3연속상 구조가 발견되었다.

○ 사슬 길이가 다른 블록으로 구성된 다블록 고분자는 2중 주기성을 나타내는데 이러한 주기성은 알키메데스의 타일링 이론을 이용하여 설명될 수 있으며 서로 상용하지 않는 성분을 가지는 별모양의 3원공중합체는 제한된 공간 내에서 3개상이 공존하는 특징을 가지며 실린더와 같은 구조를 하고 있다.

○ 서로 자기조직화 과정에서 공유결합 이외의 수소결합, 이온작용, 반데어바알스 힘과 같은 약한 힘이 작용하면 초분자 구조가 형성되어 새로운 형태의 도메인 구조가 나타난다.

○ 본고에서는 3 또는 4 가지 성분의 중합체로부터 나노상이 분리되어 나타나는 구조, 즉 서로 다른 블록 길이를 가지 3원 다상의 2중 주기성, ABC형의 별모양 3원 블록공중합체에서 나타나는 2차원적 타일링 패턴, 수소결합이 작용하는 두 가지 블록공중체 또는 블록공중합체와 단독중합체의 블렌드에서 자기조직화로 나타나는 계통적 패턴에 대해 소개하고 있다. 이는 새로운 물성, 특히 광학적 재료와 물질 분리재료 개발에 관련된 가치가 큰 기초자료를 제공하고 있다.

저자: Yushu MATSUSHITA
자료유형: 학술정보