란탄족이온-금속 함유 왕관 착물 (Ln3+ -Metallacrown Complex)

전문가 제언

○ +3가의 란탄족 이온들은 가시광선에서부터 근적외선까지의 독특한 발광을 방출한다. 이들의 발광은 띠폭이 매우 좁은 예리한 발광으로 인해 색상이 우수하며, 주변 배위환경에 따라 발광세기가 크게 변하는 초과민성 발광이며, 발광 반감기가 수십 μs에서 수 ms으로서 매우 길다. 이러한 특성 때문에 디스플레이 및 LED 조명, 바이오 이미징, 특정 이온 탐침 및 약물전달체 등으로 활용하기 위해 란탄족 이온들을 활용한 소재개발에 많은 연구가 진행되고 있다.

 

○ 감광성 발광을 유발하는 리간드의 선정 및 합성 그리고 합성한 착물의 담체의 선정은 발광성 란탄족 소재 개발에서 가장 중요하다. 왜냐하면 유기-Ln 착물의 경우, 발광 효율이 높다고 하더라도 소재의 광안정성 및 열안정성이 떨어지기 때문에 응용에 한계가 있다. 현재까지 담체로서 실리카, 폴리머, 클레이 등을 사용한 하이브리드 소재가 주로 연구대상이었다. 담체로서 crown ether와 유사한 분자 구조를 가진 metallacrown (MC, 금속 함유 왕관)의 활용은 발표되지 않았다.

 

○ MC는 금속-N-O 서브유닛이 반복하여 형성된 금속이 포함된 거대고리 화합물이다. 현재까지 MC의 골격을 구성하고 있는 금속이온으로서 Mn, Fe, Zn 등 전이금속 이온들을 사용하였다. 이들 대신 Ga이온으로 구성된 MC는 Ln(III)의 담체로서 구조적으로 더 안정하며, 투명성을 제공한다. MC의 구조의 안정을 위해 salicylhydroxamic acid를 도입함으로서 두 이웃하고 있는 Ga 원자들 간에 가교가 형성되어 안정성이 증가할 뿐 만 아니라 Ln(III) 이온들에 대해 에너지 주개로 작용한다.

 

○ 지금까지의 에너지 전달은 특정 란탄족 이온에게 적용되고 있다. 왜냐하면 역 에너지 전달이 부수적으로 일어나 감광성 발광의 발현에 문제점이 있었다. 이와는 달리, Ln(III)-MC 발광소재의 경우 MC로부터 대부분의 란탄족 이온들로의 에너지 전달이 효율적으로 일어나고 있다는 점이다. 이 연구결과는 란탄족 발광소재에 대한 새로운 장을 제공하고 있다. 앞으로 다양한 Ln(III)-MC 발광소재의 개발 및 응용 연구가 기대된다.

저자

Chun Y. Chow, Svetlana V. Eliseeva, Evan R. Trivedi, Tu N. Nguyen, Jeff W. Kampf, Ste？phane Petoud, Vincent L. Pecoraro

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2016

권(호)

138()

잡지명

Journal of the American Chemical Society

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

5100~5109

분석자

강*길

분석물

• 란탄족이온-금속 함유 왕관착물 (Ln3+ -Metallacrown Complex).pdf [340,787 byte]

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