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기능성 나노구조 액정의 신기술 개발

전문가 제언: ○ 액정은 다양한 질서구조를 자기조직화에 의해 형성하는 특징을 가지고 있으며 이를 이용하여 여러 새로운 동적 또는 이방적 기능을 발현시킬 수 있다. 이들 기능성 액정을 구축하기 위해서는 다양한 유기분자를 초분자로 집적하여 나노구조의 형성을 제어할 필요가 있다.

○ 액정이 갖는 구성요소의 종류나 형태를 설계하고, 상호작용을 활용하여 나노크기에 이르는 계층적인 질서 구조로 형성된 상향식 어프로치가 기능성 나노구조 액정의 구축을 위해 세계적으로 활발하게 연구되고 있다. 또한 액정은 그 광학적 특성 및 상태의 제어 용이성 등으로 TV 및 휴대전화 등의 디스플레이 등에 매우 폭넓게 사용되고 있다.

○ 자극 응답성 액정에 있어서 이온의 응답기능 발휘는 엽산에 착안하여 초분자 카이랄(chiral) 구조를 형성하는 결정재료를 개발하였다. 이는 Pterin 고리의 수소결합과 불록구조에 의한 나노상 분리를 구동력으로 4량체 디스크 적층에 의해 분자 컬럼 액정상(-9~135℃)을 나타낸다.

○ 산화-환원 자극으로 구동하는 rotaxane 액정은 서로물림(interlocked) 분자에 착안하여 축 분자의 양 말단에 도입한 수지상 메소제닉이다. rotaxane 부위는 층상구조를 가진 스메틱을 보였고 층 구조를 자기 조직화로 형성하는 것을 확인하였다. 또한 전하 수송 액정재료로서 π공액 올리고 티오펜 액정은 균일한 분자배향을 비교적 용이하게 행할 수 있는 비등방성 기능을 가진 액정재료의 큰 특징이다.

○ 중대형 TFT-LCD시장에서는 더 우수한 성능의 LCD을 만들기 위해 국내 업체들이 화면의 대형화, Back Light Unit의 광 효율 개선 등을 위한 과감한 선투자를 통해 현재 세계시장 점유율 40%대로 선두를 유지하고 있다. 나노 구조를 자발적으로 형성하는 액정은 앞으로 매우 유망한 기능재료이다. 이를 위해서는 고기능 액정 설계나 액정 분자간의 상호작용 등에 관한 창제적 연구가 다소 미흡하므로 정부 주도 하에 과감한 연구 지원책이 필요하다.

저자: Takuma Yasuda
자료유형: 학술정보