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고차 헬리칼구조를 갖는 폴리아세틸렌과 그라파이트의 합성
Synthesis of Polyacetylene and Graphite Films with Higher-Ordered Helical Structure 원문보기

고분자 과학과 기술 = Polymer science and technology, v.23 no.6, 2012년, pp.624 - 628  

고문주 (Carbon Convergence Materials Research Center, Institute of Advanced Composite Materials, Korea Institute of Science and Technology(KIST))

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문제 정의

  • 본 연구에는 N-LC에 광학활성체를 소량 첨가하여 얻어 지는 N*-LC를 아세틸렌 중합용 반응장으로 이용하여 고차 구조의 헬리칼 구조를 갖는 H-PA이 형성됨을 확인 하였다. N*-LC 반응장은 꼬임강도, 방향은 물론 외부의 자극에 의해 배향성을 제어 할 수 있는 등 공액계 고분자의 고차 구조를 제어하는데 있어 유용한 방법으로 기대 되고 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
공액계 고분자가 주목받게된 특성은 무엇인가? 한편, 공액계 고분자는 주쇄의 π 전자의 방향을 따라서만 전기전도성을 갖기 때문에 1차원 전도성을 갖는 물질로 주목받아 왔다. 그러나, 톨루엔과 같은 등방성 용매 중에서 합성된 폴리아세틸렌 필름은 피브릴이 랜덤 하게 꼬여있기 때문에 피브릴간의 접촉저항에 의해 전도율이 저하되고, 완전한 1차원 전도성도 구현되기 어렵다.
PA는 어떠한 구조를 가지는가? PA는 고분자쇄 상에 존재하는 sp2 하이브리드 탄소의 영향으로 평면구조의 1차 구조를 가지며, 분자쇄 간에 강한 π-스태킹이 가능하여 섬유상 결정인 피브릴 구조를 형성한다(그림 2(b)). 이 때문에, PA는 용매와 열에 의해서 녹지 않으며 PA의 고체상 모폴로지는 아세틸렌을 중합하는 단계에서 결정지어지게 된다.
PA의 중합 단계에서 피브릴을 직접 배향시키는 중합방법의 종류는 무엇인가? 이에 궁극적인 방법이나 현실적으로는 불가능한 PA 단결정 합성에 대한 차선책으로 PA의 중합 단계에서 피브릴을 직접 배향시키는 중합방법이 개발되었다. 직접 배향화에는 분자 결정을 중합용 기반으로 사용하는 에피택셜(epitaxial) 중합법과 액정을 용매로 이용하는 이방성 반응장 내의 중합이 있다. 에피택셜 중합법의 경우, 비페닐 등의 결정면을 이용하여 아주 작은 면적에서의 배향막만이 얻어지기 때문에, 물성 평가에 있어서 한계가 있는 반면, 7,8 액정의 경우 액체와 같은 유동성과 함께 고체와 같은 방향성을 갖으며, 외부의 힘에 대한 응답성을 이용하면 거시적인 배향이 용이한 장점이 있어, 대면적의 PA 배향막을 얻을 수 있다(그림 3).
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