초록 ▼

새로운 나노감응 시스템 구축을 목표로 1) 맞춤형 리간드를 기초로 한 동적감응계로써 쌍안정성 분자시스템 그리고 2) 정적감응계로써 확장된 호스트에 기초를 둔 화학센서 시스템의 제조, 특성 및 기능성을 체계적으로 수행한다. 세부 연구목표는 다음과 같다. $\blacktriangleright$ 자기조립형 초분자 착물의 미세한 변화에 의해 가역적으로 구동되는 쌍안정성분자 시스템 개발하고 소형분자 서로 응용함으로서 나노소자의 원천기술을 구축한다. $\blacktriangleright$ 기존 단일-채널

새로운 나노감응 시스템 구축을 목표로 1) 맞춤형 리간드를 기초로 한 동적감응계로써 쌍안정성 분자시스템 그리고 2) 정적감응계로써 확장된 호스트에 기초를 둔 화학센서 시스템의 제조, 특성 및 기능성을 체계적으로 수행한다. 세부 연구목표는 다음과 같다. $\blacktriangleright$ 자기조립형 초분자 착물의 미세한 변화에 의해 가역적으로 구동되는 쌍안정성분자 시스템 개발하고 소형분자 서로 응용함으로서 나노소자의 원천기술을 구축한다. $\blacktriangleright$ 기존 단일-채널 탐침형 호스트의 한계를 극복할 수 있는 새로운 삼중-채널 탐침형 호스트를 개발하여 중금속 등의 검출 시스템을구축한다. $\blacktriangleright$ 위의 호스트를 나노 결정공학적 방법을 이용하여 새로운 소재로써 배위고분자 네트워크 물질을 제조하고 이들의 구조 및 광발광성 등 물성을 조사함으로써 새로운 나노감응 시스템 개발을 위한 원천기술을 구축한다.자기조립형 초분자 착물의 기초를 둔 쌍안정성 분자 시스템 개발을 위해 새로운 공간자 리간드를 디자인 한 후 미세분자 및 이온에 민감한 다수의 분자를 합성하고 그 구조를 규명하였다. 이러한 쌍안정성 초분자들은 크기 및 전자효과 (분자 사이즈효과, M-M 상호작용, π-π 상호작용, 용매효과 등)를 통하여 작은 화합물 뿐 만 아니라 외부환경에 민감하게 작용한다는 사실을 규명하였다. 음이온 인식 연구 외에도, 센서,음이온 수송, 촉매, 분자스위치 등과 같은 쌍안정성 분자재료로써의 발전에 기여 할 수 있다. 한편, 호스트-게스트 반응에 기초한 초분자 착물화학의 관점에서 새로운 맞춤형 리간드로써 선형 및 고리형 호스트를 설계하고, 나노 결정공학적 방법으로 다양한 네트워크 화합물을 제조하였다. 선형 리간드로 디피리딜 및 디싸이오에테르를, 고리형 리간드로는 황을 포함하는 혼합주개 거대고리를 합성하였다. 이들 호스트를 기초로 구리 및 은 초분자 착물을 합성하여 구조와 광발광 성질을 규명하였다. 또한 리간드 및 금속 같은 빌딩블록의 변화, 용매, 및 상대 음이온이 초분자 착물의 구조와 성질에 미치는 영향을 연구하였다. 선행 기초연구를 통해 수은(II)에 대해 선택성을 보이는 발색, 형광 및 전기활성을 동시에 갖는 삼중채널 탐침형 호스트를 개발하였다. 이러한 결과는 고체상태의 광발광 소재는 물론 용액상태에서 수은 등 중금속을 검출할 수 있는 새로운 나노 센서장치 개발에 기여할 것이다. $\blacktriangleright$ 맞춤형 리간드와 금속과의 자기조립 반응으로부터 쌍안정성 분자계의 제어 조건을 이해하고 유사 시스템 개발에 기여하였다. 또한 다양한 호스트의 초분자 착물반응에 기초한 새로운 분자인식 및 검출 방법론을 제시하였다. $\blacktriangleright$ 응용적으로는 수은 등 중금속을 검출할 수 있는 삼중채널 나노센서 구축을 통하여 효과적인 고감도 감응소자 개발의 원천기술 확보에 기여하고 있다. $\blacktriangleright$ 학술적인 면에서 본 연구의 수행결과는 현재까지 17편의 SCI 논문으로 발표되었으며 국내외 학회에서도 40여회에 걸쳐 발표된 바 있다. $\blacktriangleright$ 인력양성 면에서는 석박사를 5명 배출하여 관련분야의 전문인력 공급에 기여하였다.

Abstract ▼

The principal purpose of current research is the construction of nanosensing system which involves 1) the bistable molecular system based on tailor-made ligands as dynamic-sensing system and 2) chemosensors originated from extended host molecules as a static-sensing system. Concretely, this research

The principal purpose of current research is the construction of nanosensing system which involves 1) the bistable molecular system based on tailor-made ligands as dynamic-sensing system and 2) chemosensors originated from extended host molecules as a static-sensing system. Concretely, this research has three objects as ollowings: $\blacktriangleright$ the development of supramolecule-based bistable molecular system controlled by external stimulus, and its application to the sensor system for small molecules detection/isolation and to the nanodevice, $\blacktriangleright$ the development of triple-channel probe host system for heavy metals detection without interferences, $\blacktriangleright$ the preparation of coordination polymer network as new materials by using the nano crystal engineering methodology and construction of nanosensing system based on their structures and physical properties including the photoluminescence.
To develope the bistable molecular system based on self-assembled supramolecular complexes, new spacer ligands have been designed and synthesized. Their metal complexes for the molecular recognition of small molecules and anions have been synthesized and characterized. These bistable supramolecular materials have been elucidated
to be very sensitive to environmental conditions via size effects and electronic bonding effects. The proposed materials can be applied to be sensors, anion transports, catalysts, molecular switches as well as molecular recognition. Meanwhile, in the view of supramolecular complex chemistry based on host-guest reaction linear and cyclic host molecules were design as tailor-made ligands and various types of network compounds were prepared by nano crystal engineering methodology. Copper and silver supramolecular complexes based on dipyridyl and dithioether ligands as well as sulfur-containing mix
donor macrocycles have been synthesized. Their structures and photoluminescence properties have been studied, which were controlled by the variation of building blocks
such as ligands and metal ions, solvents, and counter anions. Based on above results, the triple-channel probe host possessing chromogenic, fluorogenic and lectroactive behaviors simultaneously was developed as a Hg(II) ion sensing material with high selectivity. Consequently, these results will contribute to the development of new nano sensing devices based on solid photoluminescence material as well as detection of heavy metals
such as Hg in solution. $\blacktriangleright$ Understanding of controlling condition of bistable molecular system, Suggestion of the detection methodology based on supramolecular complex system. $\blacktriangleright$ In the application view: Contribution to the development of highly sensitive material through the construction of triple channel probe nano sensing system. $\blacktriangleright$ In the academic view: 17 SCI scientific papers and over 40 presentations in national and international conferences. $\blacktriangleright$ In educational view: Through this research project, 5 master and PhD. students finished their degrees as experts in the related area.

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...6
• 1. 국문요약문...6
• Ⅱ. 연구결과 요약문...7
• 1. 국문요약문...7
• 2. 영문요약문...8
• Ⅲ. 연구내용...9
• 1. 교차 결합된 친은성 상호작용의 형성에 대한 음이온 효과...9
• 1.1 서론...9
• 1.2 실험방법...9
• 1.3 결과 및 ...10
• 1.4 결론...13
• 1.5 인용문헌...13
• 2. 수용액 속에서 Ag(I)와 Bis(3-pyridoxy)benzene의 꿰뚫린 다이아몬드형 배위 중합체...14
• 2.1 서론...14
• 2.2 실험방법...15
• 2.3 결과 및 고찰...15
• 2.4 결론...16
• 2.5 인용문헌...16
• 3. 6개의 자유질소 전자주개 원자를 가진 쌍안정성 코발트 화합물: triethanolaminetriisonicotinate를 포함하는 3,5-Di-tert-butylbenzoquinonatocobalt 화합물...17
• 3.1 서론...17
• 3.2 결과 및 고찰...17
• 3.3 결론...19
• 3.4 인용문헌...19
• 4. 이중지지 고리 이합체. 질산 구리(II)와 1,4-bis (dimethyl-3-pyridylsilyl) benzene의 구조적 특징...20
• 4.1 서론...20
• 4.2 결과 및 고찰...20
• 4.3 실험방법...22
• 4.4 결론...22
• 4.5 인용문헌...22
• 5. 양이온 호스트와 PF6 -게스트간의 평형을 이용한 PF6 -의 민감한 선택적 인식...23
• 5.1 서론...23
• 5.2 결과 및 고찰...24
• 5.3 실험방법...25
• 5.4 결론...26
• 5.5 인용문헌...26
• 6. 각진 디피리딘 리간드를 기초로 하는 음이온이 조절된 구리(II) 배위고분자...27
• 6.1 서론...27
• 6.2 결과 및 고찰...28
• 6.3 인용문헌...29
• 7. 다이싸이오에테르 리간드와 CuI로부터 1D 통로 및 2D 벽돌 구조의 초분자 조립...30
• 7.1 서론...30
• 7.2 결과 및 고찰...30
• 7.3 실험방법...32
• 7.4 인용문헌...33
• 8. 2D 및 3D 골격구조를 갖는 초분자 이성질체를 갖는 배위고분자...34
• 8.1 서론...34
• 8.2 결과 및 고찰...34
• 8.3 실험방법...36
• 8.4 인용문헌...37
• 9. Cu3I3에 기초한 발광 계단형 구리(I) 배위고분자...38
• 9.1 서론...38
• 9.2 결과 및 고찰...39
• 9.3 실험방법...40
• 9.4 인용문헌...40
• 10. O2S2X 거대고리 과염소산 착물의 초분자 구조에 대한 주개 원자의 영향...41
• 10.1 서론...41
• 10.2 결과 및 고찰...41
• 10.3 결론...43
• 10.4 인용문헌...43
• 11. 2차원 사각석쇠와 1차원 두 줄 배위고분자: 거대고리에 기초한 구리(I) 배위 골격구조에 미치는 음이온의 영향...44
• 11.1 서론...44
• 11.2 결과 및 고찰...45
• 11.3 결론...46
• 11.4 인용문헌...46
• 12. 폴리(이고리 이합체) 및 고리화 사합체: S2O2 거대고리의 은(I)초분자 착물 형성에 미치는 리간드 이성질화...47
• 12.1 서론...47
• 12.2 결과 및 고찰...48
• 12.3 실험방법 ...51
• 12.4 인용문헌...52
• 13. Exo배위에 기초한 S2O 거대고리의 초분자 은(I)착물: 구조적 다양성에 미치는 리간드 이성질화의 영향...53
• 13.1 서론...53
• 13.2 결과 및 고찰 ...54
• 13.3 결론...57
• 13.4 인용문헌...57
• 14. 연결된 NO2S2-주개 거대고리와 이핵 수은(II) 착물의 합성 및 결정구조...57
• 14.1 서론 ...57
• 14.2 결과 및 고찰...58
• 14.3 실험방법...60
• 14.4 인용문헌...62
• 15. 칼릭스[4]비스 싸이아크라운: 엔도형 이핵 은(I) 착물 및 엑소형 3D 구리(I) 배위고분자의 자기조립...62
• 15.1 서론...62
• 15.2 결과 및 고찰 ...63
• 15.3 결론...65
• 15.4 인용문헌...65
• 16. 트리벤조-S2O2 거대고리의 은(I) 피크린산 착물에 대한 음이온리간드 상호작용...66
• 16.1 서론...66
• 16.2 실험방법...67
• 16.3 결과 및 고찰...67
• 16.4 인용문헌...70
• 17. 티아옥사-거대고리를 이용한 엑소배위의 불연속 및 연속 은(I) 초분자 착물...71
• 17.1. 서론...71
• 17.2 결과 및 고찰...72
• 17.3 결론...76
• 17.4 실험방법...77
• 17.5 인용문헌...78
• 18. 삼중-채널 탐침 호스트를 이용한 중금속 검출용 나노센서...79
• 18.1 서론...79
• 18.2 결과 및 고찰...79
• IV. 연구성과...82