초록 ▼

□ 연구개요
▶ 본 연구는 유해 물질 감지를 위한 화학센서 개발 연구 분야이며, 신규 감지 원리를 적용한 탁월한 선택성 및 높은 감지력을 갖춘 화학센서 개발 분야이므로 환경(ET), 생물(BT) 및 의학 분야에 응용 가능함.
▶ 기존의 유해물질 감지 시스템은 수소결합 주개, Lewis 산 수용체를 이용한 음이온 감지, 전자주개를 활용한 금속 양이온 감지, 광유발전자전달 현상을 활용한 형광기반 과산화물 감지, 전통적인 흡광, 발광(형광, 인광), 비색법에 기반한 감지 및 지연형광을 이용한 고효율 유기발광다이오드 응용에 대한

□ 연구개요
▶ 본 연구는 유해 물질 감지를 위한 화학센서 개발 연구 분야이며, 신규 감지 원리를 적용한 탁월한 선택성 및 높은 감지력을 갖춘 화학센서 개발 분야이므로 환경(ET), 생물(BT) 및 의학 분야에 응용 가능함.
▶ 기존의 유해물질 감지 시스템은 수소결합 주개, Lewis 산 수용체를 이용한 음이온 감지, 전자주개를 활용한 금속 양이온 감지, 광유발전자전달 현상을 활용한 형광기반 과산화물 감지, 전통적인 흡광, 발광(형광, 인광), 비색법에 기반한 감지 및 지연형광을 이용한 고효율 유기발광다이오드 응용에 대한 연구가 진행되어 왔음.
▶ 하지만 기존 감지 시스템의 문제점은 미량의 주변 형광 노이즈 잔존 시 형광 센서에 의한 유해 물질 감지가 어려우며, 중전이금속 인광체는 수용액 적용의 한계와 공기 중에서 급격한 인광 양자효율 감소 등의 문제가 있음.
▶ 본 연구에서는 기존 유해물질 감지 시스템의 문제점을 해결할 수 있는 고감도 및 고선택성 지연형광 센서를 개발하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
(1) 높은 양자효율을 나타내는 지연형광 물질의 개발
- 전자 주개와 받개가 서로 오르토 위치에 결합되어 구조적으로 뒤틀린 형태를 유발함으로서 마이크로초 범위의 수명을 가진 지연형광을 효과적으로 실현하였음. 뿐만 아니라 오르토-주개-받개 화합물의 골격에 다양한 전자효과를 유발시키는 치환기를 도입하였을 때 다양한 색상의 고효율 지연형광을 나타내었음. 기존에 알려진 주개에서 벗어나 음이온성 nido-카보레인을 전자주개로 도입하여 새로운 형태의 지연형광 물질을 개발하였음.
(2) 지연형광 기반 유해 물질 검출 연구
- 개발된 지연형광 물질 중 closo-카보레인을 불소 음이온에 의해 nido-카보레인으로 변형시키는 반응을 활용하여 지연형광성 “켜짐” 불소 음이온 검출 센서를 개발하였음. 또한 유해 물질과 반응하여 강한 지연형광 빛을 방출하는 포스핀 화합물을 이용하여 과산화수소, 포름알데히드 등의 활성산소를 고감도로 검출할 수 있는 화학센서도 개발하였음.
(3) 총 3년간의 연구 기간 동안 지연형광 기반 신규 화학센서 개발 연구를 통하여 5 편의 논문을 높은 인용지수를 가진 국제 저명 학술지에 개제하였으며, 국내 특허 출원 1건, 다수의 국내외 학술발표에 참석하여 도출된 우수한 연구결과들을 발표하였음.

□ 연구개발결과의 중요성
▶ 개발된 신규 화학센서는 불소 음이온이나 활성 산소와 같은 유해 물질의 존재 유무를 고감도로 감지할 수 있으며, 또한 정량적인 함량 측정에 활용할 수 있음. 나아가 환경이나 인체 내에 적정수준 이상 노출 시 높은 유해성을 지니는 이러한 물질의 허용치 범위에 있는지 측정 가능함.
▶ 본 연구에서 얻어진 지연형광 기반 화학센서는 기존의 발광 센서와는 달리 검출 주위 환경에 영향을 받지 않으면서 높은 감도를 제공하였고 극미량의 유해 물질을 선택적으로 감지하였음.
▶ 유해 물질과의 화학 반응에 따른 새로운 지연형광 발현은 기존 지연형광체와는 차별된 광물리적 특성변화와 발광 기작에 관한 정보를 제공하였음. 신규 지연형광 기작은 광전자 발광소재 개발 분야에도 응용 가능하였음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• (1) 1차년도 (2016년) ... 6
• (2) 2차년도 (2017년) ... 8
• (3) 3차년도 (2018년) ... 9
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 11
• (1) 높은 양자효율을 나타내는 지연형광 물질의 개발 ... 11
• (2) 지연형광 기반 유해 물질 검출 연구 ... 11
• (3) 활용방안 ... 11
• (4) 기대효과 ... 11
• 4. 참고문헌 ... 12
• 5. 연구성과 ... 13
• 끝페이지 ... 13