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포토크로믹 이온액체의 설계와 기능제어

전문가 제언: ○ 지금까지 액체물질은 가시광에 대한 광응답성을 가지고 있지 않은 것으로 알려져 있다. 분자가 광을 흡수하여 전자 여기상태가 되면 그 완화과정에서 형광을 발하거나, 광분해나 광이성화 등의 광화학 과정을 통하여 물질변환이 일어난다. 실온에서 액체 물질은 브롬이나 라디칼을 제외하고는 가시광 파장영역에 전자 흡수밴드를 가지고 있지 않다. 가시광을 흡수하는 색소와 같은 화합물은 분자간 힘이 강하기 때문에 통상 고체로 존재한다.

○ 색소의 유도체 이온을 사용하여 이온액체로 만드는 연구가 수행되면서 이 발색단을 가진 화합물의 액체화가 가능하게 되었다. 이들 이온액체는 가시광을 흡수하여 응답을 나타내는 새로운 형태의 액체가 될 수 있다. 이온액체 중에 광흡수로 물질변환이 기대되는 것에는 아조벤젠이나 스틸벤의 구조를 가진 것이 있다. 이들 분자는 포토크로믹 화합물로 잘 알려져 있으며 광여기에 의해 고속으로 이성화반응이 일어난다.

○ 페닐아조기를 가진 이미다졸륨양이온은 자외광을 조사하면 Ph-N=N-부위의 이성화반응 진행으로 열적으로 안정한 E-체가 광여기되어 Z-체로 변환된다. 이 변환은 전체의 E-체가 Z-체가 될 때까지 진행된다. 이 사실은 2PA-Hmim 양이온이 포토크로믹분자라는 사실을 보여주는 것이다.

○ 본고는 이온액체가 가진 기능의 하나로서 최근 연구가 시작되고 있는 포토크로미즘을 나타내는 이온액체의 기초연구를 개설한 것이다. 액체는 기능성재료로서 활용실적이 적은 물질이다. 광기능성 이온액체의 연구는 새롭게 대두되는 연구 분야로서 광에 의한 액체변환이라는 관점에서 금후에 액체 이용 연구에 주요한 자극이 될 것으로 기대된다. 이온액체 개발연구 및 생산에 참여하고 있는 관련 학계와 산업계에 주요한 새로운 이온액체의 개발과 연구에 좋은 참조자료가 될 것으로 사료된다.

저자: Akio Kawai
자료유형: 학술정보