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광제어에 의한 디아미드의 가역적 헤테로 키랄 응집과 해리 반응

전문가 제언: ○ 분자의 동적자기조립(dynamic self-assembly)은 흔히 수소결합, π-π 상호작용, 용매효과와 같은 여러 비공유 결합적 상호작용의 통합에 의해 진행된다. 또한 외부자극과 이들 상호작용의 계획된 건드림(pertutba- tion)은 동적 초분자시스템을 일으킨다. 특히 수소결합 패턴은 자극과 환경의 반응성 재료들을 유발하는 온도, pH 값, 금속 양이온 및 빛(light)에 의하여 변경할 수 있다.

○ 분자가 거울상과 겹쳐지지 않는 키랄성(chirality)은 분자조립을 제어하는 데 사용되는 매우 중요한 요소이다. 헤테로키랄 조립은 외부 자극으로 건드림을 위한 실행 가능한 목표이고 새로운 동적자기조립 시스템을 생성한다. 본 연구는 UV와 Vis광 조사에 의해 가역적 헤테로키랄의 응집/해리능력을 보여주는 광응답성 아조벤젠의 단위를 가진 저분자량 비스(2-하이드록시페닐)디아민류의 반응을 제시하였다.

○ 디아미드 분자는 광이성화하는 아조벤젠을 도입함으로써 광이성화에 의해 응집체의 수소결합에 영향을 주고, 헤테로키랄에 의한 응집/해리 현상을 광제어에 의해 확인할 수 있다. 용액 상에서 디아미드의 농도는 이러한 가역적 침전/용해에 의해 조절할 수 있고, 디아미드에 촉매 작용기의 도입에 의해서 외부 신호에 대해 제어된다.

○ 실험에서 아조벤젠이 트랜스 형일 때는 헤테로키랄 응집을 일으킨다. 이를 365㎚에서 UV광을 조사하면 시스형으로 광이성화에 의해 침전이 해리되었다. 이어서 422㎚에서 Vis광을 조사하면 다시 트랜스 형으로 이성화되어서 불용 헤테로키랄 응집이 형성된다. 이들 응집/해리의 가역적 재현이 가능하다.

○ 근래 미국, 일본 등이 선도하여 열을 가하지 않고 광조사로만 고체로부터 다시 액체로 변화하는 분자크기의 새로운 유기재료를 창제하는 보고와 특허 출원이 증가 추세에 있다. 국내에서도 새로운 광응답성 유기재료로는 광리소그래피 등의 미세가공기술로서의 응용, 분자촉매로는 광에 의해 자유자재로 광이성화 반응과 촉매기능을 제어할 수 있는 새로운 스마트 촉매 개발 등의 원천기술발전을 위한 지원책이 필요하다.

저자: Akihiro Nojiri et al.
자료유형: 학술정보