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재조직이 가능한 동적인 공유결합을 포함하는 고분자

전문가 제언: ○ 평형조건을 조절한 상태에서 가역성을 나타내는 공유결합을 동적인 공유결합이라 정의한다. 동적인 상태의 공유결합은 온도나 촉매 존재와 같은 외부자극에 의해 결합이 열역학적으로 안정한 생성물을 형성하면서 평형상태에 도달되며 이러한 평형상태는 외부자극의 변화에 의해 가역적으로 평형의 이동 방향이 반대로 전환될 수 있다.

○ 평형상태에서의 생성물의 분포는 열역학적인 조건 하에서 진행된다면 Gibbs 자유에너지가 낮은 생성물이 주로 얻어지나 반응이 동력학적인 조건에서 진행된다면 천이상태의 자유에너지가 낮은 쪽의 생성물이 주로 얻어지게 된다.

○ 정밀 라디칼중합에서는 생성 고분자의 구조를 조절하기 위해 공유결합의 가역성이 이용되고 있다. 니트록시드를 매개제로 하거나 금속촉매를 사용하는 리빙 라디칼중합이나 가역적 첨가-해리 연쇄이동 라디칼중합에서는 안정한 고분자의 말단과 활성화된 성장말단 간의 빠른 연쇄이동에 의한 평형상태가 유지되므로 가역적인 평형상태에서 활성 성장말단의 농도를 낮게 유지할 수 있다. 따라서 성장반응 이외의 부반응이 억제된 상태에서 중합반응이 진행되어 중합의 리빙성이 달성된다.

○ 가역적인 기능을 가지는 공유결합은 고분자 합성과정에서 유효하게 사용되고 있으나 동적인 거동을 나타내는 공유결합이나 비공유결합을 이용하면 중합 후에도 고분자의 조성을 변화시키거나 조절함으로써 외부의 자극을 변화시켜 가역적으로 평형을 이동시키고 동적인 공유결합성을 이용하여 고기능을 가지는 스마트 고분자 재료의 합성에 이용될 수 있다.

○ 본고에서는 가역적인 특성을 나타내는 동적 공유결합을 포함하는 고분자를 이용하여 고분자의 조성 및 구조를 재조직화하고 이를 통하여 스마트 기능을 가지는 고분자재료를 개발하는 것에 관한 최근의 흥미로운 연구결과를 소개하고 있다.

저자: Takeshi Maeda
자료유형: 학술정보