초록 ▼

연구개요
고분자 박막은 많은 산업 분야에서 폭넓게 활용되고 있으며, 특히 응용 구조물은 분자 단위 크기로 작아지는 추세이다. 고분자의 박막의 두께가 감소할 때 고분자는 고유의 특징적인 공간배열(molecular conformation)에서 벗어나 재배열하여야 하여야 하며, 이러한 고분자의 구조적 제한 (structural confinement)는 유리전이 온도와 같은 고분자 박막재료의 물성에 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 고분자 박막의 두께가 감소하면서 박막의 1차원 두께 방향이 2차원 평면방향에 비해 현격히 줄어들면

연구개요
고분자 박막은 많은 산업 분야에서 폭넓게 활용되고 있으며, 특히 응용 구조물은 분자 단위 크기로 작아지는 추세이다. 고분자의 박막의 두께가 감소할 때 고분자는 고유의 특징적인 공간배열(molecular conformation)에서 벗어나 재배열하여야 하여야 하며, 이러한 고분자의 구조적 제한 (structural confinement)는 유리전이 온도와 같은 고분자 박막재료의 물성에 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 고분자 박막의 두께가 감소하면서 박막의 1차원 두께 방향이 2차원 평면방향에 비해 현격히 줄어들면서 특정 방향에 대한 확산 현상의 제한이 될 수 있으며 그에 따른 재료의 특성변화를 초래한다. 뿐만 아니라 고분자와 같은 비결정질 고체는 결정질 고체와 달리표면에 표면 유동막(mobile surface layer)이 존재하는 것으로 알려져 있으며, 박막의 두께 감소에 따라 표면이 차지하는 비중이 커져, 2차원 평면방향의 확산은 현저히 증가할 수 있다. 따라서 본 연구는 고분자 박막에서 1차원 박막 두께 방향의 확산(out-of-plane diffusion)과 2차원 평면 방향의 확산(2D in-plane diffusion), 그리고 3차원 무방향성 확산(non-directional diffusion) 을 분리해서, 독립적으로 측정함으로서 고분자의 구조적 제한이 고분자 박막 내의 저분자 물질들의 확산현상에 미치는 영향을 연구하고자 한다.

연구 목표대비 연구결과
본 연구에서는 형광탐침분자를 통하여 3차원, 2차원, 1차원 확산을 각각 FCS, FRAP, FRET 방법을 통해 연구하고자 한다. 따라서 FRET, FRAP, FCS에서 공통으로 사용할 수 있는 형광분자를 선택하고 그 형광분자들이 각각의 실험에 적합한지에 대한 특성들을 연구하였고, donor 형광 분자의 labeling을 위한 고분자 또한 합성하였다. 고분자에 부착되어 공간적 선택성이 부여된 형광 탐침분자가 동역학에 어떠한 영향을 미치는지 연구하였으며, 형광 탐침분자의 운동의 제한은 유연한 linker의 길이와 tethering point의 수를 변화시킴으로써 체계적으로 확인하였다. 또한 FRAP(Fluorescence Recovery After Photobleaching) 실험 진행을 위해 형광분석 장비를 자체 제작하였고, 형광 분자을 CCD를 통해 측정하여 고분자 내에서의 형광 분자의 2차원 평면 확산을 연구하였다.

연구개발결과의 중요성
본 연구의 목표 달성을 위하여 수행하는 연구는 연성재료의 화학 열역학적 기초를 다지며, 고분자 박막을 포함하는 연성재료의 구조적 제한에 따른 물리적인 특성을 연구함으로서 제한된 공간에서의 재료의 특성에 대한 이론적 모델을 제시 할 수 있다. 또한 본 연구는 구조적 제한에 의한 확산현상의 새로운 모델 정립을 목표로 함으로, 현재 분자 단위의 소형화 추세인 응용 산업에서 분자의 확산이 중요한 여러분야에 귀중한 정보를 제공할 것이다.

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• ※ FRET, FRAP, FCS에서 공통으로 사용할 수 있는 형광 분자의 선택 ... 4
• ※ 고분자에 부착되어 공간적 선택성이 부여된 형광 탐침분자의 동역학 연구 ... 5
• ※ FRAP (형광 광표백법)을 이용한 2차원 평면 확산 연구 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 9