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금속함유 폴리머/초분자폴리머 계열의 기능성 연성물질

전문가 제언: ○ 금속함유 폴리머(metallopolymer)는 탄소기반의 보통 폴리머와 달리 주 사슬 또는 곁사슬의 반복되는 모노머에 금속이 함유된 폴리머를 가리킨다. 1990년대 중반부터 금속함유 폴리머의 제조가 용이해져서 좁은 범위에서의 분자량 분포 조절이나 잘 제어된 구조의 블록 공중합체(block copolymer)의 합성도 이루어지고 있다. 또 이런 기술의 발전은 금속함유 폴리머를 기반으로 한 자기조립(self-assembed) 초분자(supramolecules)의 합성을 가능하게 하였다.

○ 금속함유 폴리머의 금속성분을 금속센터(metal center)라 하며 전기전도성, 강자성, 통전 변색성, 냉광방사성, 촉매 특성, 효소 특성 등 탄소기반 폴리머가 갖지 못한 특별한 기능을 제공한다. 특히 금속에 가까운 전기전도성은 IT 분야의 소형 전자장치에서 저공해성 무연(Pb-free) 미세배선을 가능하게 하는 유용한 성질이다. 유기화학반응과 에너지 분야의 촉매, 나노과학, 방사광 재료, 광전재료, 액정재료, 광학소자, 센서 등 다양한 분야에 이용될 수 있다.

○ 국외에서는 일본, 미국, 유럽 등이 연구개발을 주도하고 있다. 일본의 경우 차세대 IT 소재의 개발에 주력하고 있으며, IT 산업용 나노금속 함유 미세배선용 무연 차세대 도전성 접착제를 개발하였다. 미국에서는 OLED보다 에너지효율이 높은 Pt 또는 Ir을 함유하는 폴리머를 이용한PHOLED(Phosphorescent organic light-emitting diode) 개발에 주력하고 있다. DOE에서 조명용 PHOLED 개발을 지원하고 있다.

○ 국내에서는 한국화학연구원, 한국과학기술연구원, 서울대학교 등 연구소와 일부 대학에서 기초적인 연구를 수행하고 있는 정도이다. 한국화학연구원의 경우 코발트(II)이온과 pyridine-2,4-dicarboxyl산을 사용하여 합성한 금속함유 폴리머로 N2, O2, CO2, CH4 등의 선택적 흡착능력을 실험하였다. 서울대학교 연구팀은 Zn와 Mn을 사용한 나노기공체를 이용한 수소저장 재료를 제조한 바 있다. 그러나 일부 제품에서 상용화에까지 이르고 있는 일본과 구미에는 크게 뒤떨어져 있으므로 이 분야의 연구에 더 큰 노력을 기울일 필요가 있다.

저자: George R. Whittell, Martin D. Hager, Ulrich S. Schubert and Ian Manners
자료유형: 학술정보