초분자 네트워크의 안정화와 분해를 위한 크기 상보적인 로탁산 가교결합의 효과

전문가 제언

○ 로탁산(rotaxane)은 거대 고리(ring)상의 분자 구멍을 봉상의 분자 축(axle)이 관통한 구조의 초분자 집합체이다. 즉, 로탁산의 고리와 축 성분은 화학적 결합만 아닌 기계적인 결합으로 연결되어 있어 각각의 구성 성분은 높은 가역성과 운동성의 특징을 보여준다.

○ 폴리로탁산 네트워크(PRN)의 중심에는 폴리(크라운에테르)골격과 디설피드 결합을 가진 비스암모늄의 가교제(cross-linker)로 구성되었다. 이는 공유결합의 절단 없이 자극에 의해 PRNs의 효율적인 해교가 가능하다. 또한, 가교제가 트렁크 폴리머에 부착된 거대 고리의 구멍(cavity)에다 상보적인 크기의 말단기를 가진 축 성분으로 설계되었다.

○ 로탁산 1(원문 scheme 1)은 디벤조 크라운-8 ether와 암모늄기 간에 벌키 말단기와 수소결합 때문에 그것의 스레드 구조를 유지하기 위해 안전하였다. 또한, 로탁산(1a-c)의 해리를 위한 외부 자극은 각종 용매에서 해리 거동을 실험하였다. 특히, TBAF의 첨가는 모든 로탁산(1a?c)의 신속한 해리를 유발한다.

○ 현재 로탁산 모델은 말단기의 벌키성과 수소결합을 방해하는 자극의 정도가 해리를 가능케 하는 것을 보여주었고 원하는 분해시간을 조절을 위해 이들 두 가지 변수들을 조절하여서 쉽게 달성할 수 있다. 또한, PRN 6(원문 scheme 2, 3)의 가교결합의 해교능을 시험하였다. 그 결과, 로탁산 가교결합의 특징은 분해성 가교결합 폴리머에 대한 가교제의 구조와 해리조건에 따라 충분한 안전성과 해교 능력을 갖는다. PRN과 그리고 6b와 6c는 공유결합의 형태가 매우 유사하므로 폴리머 재료로서 높은 안전성과 용매 중에 팽윤되므로 운동성을 확인하였다.

○ 최근 선진국에서는 redox 자극으로 구동하는 액정 로탁산, 바퀴의 움직임을 가지는 스위치 역할을 하는 로탁산 등의 초분자 네트워크와 관련 미래의 창제 연구가 활발하다. 국내는 일부 국책 연구소와 대학을 중심으로 기초적인 연구를 수행하고 있으나, 이를 위한 신기능 나노구조의 운동성 재료에 대한 체계적인 연구를 위한 지원책이 필요하다.

저자

Yasuhiro Kohsaka et al.

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2011

권(호)

50

잡지명

Angewandte Chemie International Edition

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

1~5

분석자

이*복

분석물

• 초분자 네트워크의 안정화와 분해를 위한 크기 상보적인 로탁산 가교결합의 효과.pdf [308,826 byte]

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