초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 확장된 방향족 구조의 트리페닐렌 코어를 중심으로 다수의 중합 가능한 스티렌계 비닐기를 포함하는 새로운 멀티비닐계 가교제를 합성하고, 이를 가역적 첨가-분절 연쇄 전달 중합 방법을 통해 스티렌과 공중합함으로써 2 nm보다 작은 크기의 미세세공을 지니는 새로운 미세다공성 고분자 및 미세세공과 메조세공을 동시에 지니는 계층적 다공성 고분자를 합성하는 것을 목표로 했다. 강직한 트리페닐렌코어를 이용해 중합을 통해 형성되는 고분자 네트워크를 견고하게 지탱하여 사슬 사이의 자유부피를 영속적으로 고정함으로써 초가교

□ 연구개요
본 연구는 확장된 방향족 구조의 트리페닐렌 코어를 중심으로 다수의 중합 가능한 스티렌계 비닐기를 포함하는 새로운 멀티비닐계 가교제를 합성하고, 이를 가역적 첨가-분절 연쇄 전달 중합 방법을 통해 스티렌과 공중합함으로써 2 nm보다 작은 크기의 미세세공을 지니는 새로운 미세다공성 고분자 및 미세세공과 메조세공을 동시에 지니는 계층적 다공성 고분자를 합성하는 것을 목표로 했다. 강직한 트리페닐렌코어를 이용해 중합을 통해 형성되는 고분자 네트워크를 견고하게 지탱하여 사슬 사이의 자유부피를 영속적으로 고정함으로써 초가교 반응과 같은 별도의 후중합 반응없이 미세세공을 형성하고, 전자가 비편재화된 트리페닐렌 코어가 형광 특성을 발현하는 것을 확인하였다. 3차원적으로 연속된 메조세공을 통해 분자가 빠르게 확산하여 미세세공 표면에 노출된 트리페닐렌 코어에 빠르게 접근할 수 있어, 니트로벤젠 계열의 분자가 트리페닐렌 코어에서 유래되는 형광을 소광하는 현상을 관측, 계층적 세공 구조가 분자 검출에 유용하게 쓰일 수 있는 가능성을 제시하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1) 새로운 멀티비닐계 가교제의 합성
2,3,6,7,10,11-헥사키스(페닐에틸렌)트리페닐렌(6VTP)를 스즈키-미야우라 반응을 통해 계획한 대로 성공적으로 합성했다.
2) 멀티비닐계 가교제의 RAFT 공중합을 통한 미세다공성 고분자의 합성 경로 개척
폴리락티드 거대 연쇄전달제(PLA-CTA) 존재 하에서 6VTP와 스티렌의 RAFT 공중합을 통해 가교된 블록 공중합체 전구체를 얻고, PLA를 식각하여 목표한 계층적 다공성 고분자를 합성했으며, 세공 구조를 규명했다.
3) 유기물질의 흡착에 따른 형광 특성 변화 규명
합성된 계층적 다공성 고분자가 발현하는 형광 특성을 고체 상태에서 규명하고, 니트로벤젠계 유사체에 의한 소광 현상을 관측하고 검출 민감성을 확인하였다. 세공이 없는 비교군에 대비, 계층적 다공성 고분자가 우수한 소광 특성을 나타내는 것으로 보아 계층적 세공 구조가 분자 검출에 유리함을 입증하였다.
이와 같이 본 연구는 당초 설정한 목표를 모두 성공적으로 수행하여 우수한 결과를 얻었다.

□ 연구개발결과의 중요성
강직한 확장된 방향족 코어로 이루어진 멀티비닐계 가교제를 라디칼 중합에 도입하여 미세세공을 구현할 수 있다는 것을 보임으로써 블록 공중합체 자기조립과 미세다공성 고분자 합성을 결합하는 새로운 방법론을 확립하였다. 또한 메조세공과 미세세공을 함께 지니는 계층적 세공 구조를 통해 물질의 빠른 확산과 효과적인 검출이 가능하다는 것을 보였다. 이 결과를 토대로 새로운 구조와 기능성을 지니는 미세다공성 고분자를 합성할 수 있는 가능성이 열릴 것이며 또한 물질 흡착에 한정되어 있던 라디칼 중합 기반 미세다공성 고분자의 응용 범위를 확장할 수 있는 계기가 될 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 1) 새로운 멀티비닐계 단량체의 합성 ... 4
• 2) 6VTP과 스티렌의 RAFT 공중합 ... 5
• 3) PIMS에 기반한 계층적 다공성 고분자의 합성 ... 5
• 4) 유기물질의 흡착에 따른 형광 특성 변화 규명 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 1) 라디칼 중합을 통한 미세다공성 고분자 합성 방법에서 확장된 방향족 구조를 도입하는 최초의 시도 ... 8
• 2) 멀티비닐계 가교제의 분자 디자인을 통한 원리 확장 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 9