초록 ▼

□ 연구개요
화학이라는 학문 분야가 탄생한 이래, 많은 화학자들의 목표 중 하나는 화학결합의 선택적인 해리 가능성이었다. 하지만 화학반응 제어에 대한 실험적 연구, 특히 공유결합 분해와 관련된 화학반응 제어에 대한 연구는 매우 빈약한 상황이다. 이에 본 실험실에서는 “새로운 그리고 실현 가능한 반응 제어 대상”으로서 서로 다른 분자와 결합한 분자집합체 이온의 광분해에 대한 연구를 수행하였다. 분자집합체의 구조, 결합에너지, 내부에너지의 흐름 및 진동 모드 선택성 등을 연구하여 화학결합의 선택적인 해리에 대해 깊이 이해할 수 있

□ 연구개요
화학이라는 학문 분야가 탄생한 이래, 많은 화학자들의 목표 중 하나는 화학결합의 선택적인 해리 가능성이었다. 하지만 화학반응 제어에 대한 실험적 연구, 특히 공유결합 분해와 관련된 화학반응 제어에 대한 연구는 매우 빈약한 상황이다. 이에 본 실험실에서는 “새로운 그리고 실현 가능한 반응 제어 대상”으로서 서로 다른 분자와 결합한 분자집합체 이온의 광분해에 대한 연구를 수행하였다. 분자집합체의 구조, 결합에너지, 내부에너지의 흐름 및 진동 모드 선택성 등을 연구하여 화학결합의 선택적인 해리에 대해 깊이 이해할 수 있었고, 이를 바탕으로 화학반응 제어 연구에 새로운 가능성을 제시하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구는 분자집합체 이온 내 용매분자의 선택적 광해리를 위한 분광학 및 분자동역학적 연구방법의 확립이라는 큰 목표를 가지고 진행되었다. 이를 위하여 본 연구에서는 분자집합체 이온의 내부에너지 측정 방법 확립 및 용매분자 해리 모델을 연구하여 분자집합체 이온의 연구방법을 확립하였고, 이를 aniline(pyrrole)⁺, aniline(ethanol)⁺, aniline(benzene)⁺의 구조와 광해리를 연구함으로써 확인할 수 있었다. 또한 본 연구에서는 aniline-water-ethanol⁺, aniline-water-isopropanol⁺, aniline-methanol-ethanol⁺, aniline-water-methanol⁺, aniline-water-pyrrole⁺, 그리고 aniline-water-benzene⁺에서 용매분자가 해리되는 것을 실시간 관찰하였다. 이를 통해 두 용매분자가 서로 경쟁적으로 광해리된다는 것을 실험적으로 확인하였고, 그 결과를 설명할 수 있는 이론을 제시하였다. 이후 용매분자가 세 개인 aniline-methanol-water₂⁺을 연구하여 사분자집합체 이온의 구조와 반응제어에 대한 연구로 확장할 수 있었다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구는 물리화학의 중요한 주제인 분자 구조 및 반응에 대한 용매 효과를 정교한 반응동역학 및 양자화학적 방법에 의하여 체계적으로 다루었다는 점에서 큰 의미가 있다. 본 연구는 다양한 분자를 용매로 삼아 용매 효과에 대해 깊게 연구하였다. 본 연구에서는 여러 용매분자가 경쟁적으로 광해리되는 메커니즘을 실험과 이론을 통해 연구하였으며, 결국 분자집합체 이온 내에서 용매분자가 경쟁적으로 해리되는 현상을 잘 설명하였다. 이러한 용매 효과와 반응 제어에 대한 연구 결과는 화학의 전 분야에 큰 파급효과를 가져올 수 있을 것이라 생각한다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• (a) 분자집합체 이온의 내부 에너지 및 실시간 광해리 연구 방법의 확립 ... 5
• (b) 용매분자가 한 개인 aniline 관련 분자집합체 이온의 경우 (이분자집합체 이온) ... 6
• (c) 용매분자가 두 개인 아닐린 관련된 분자집합체 이온의 경우 (삼분자집합체 이온) ... 10
• (d) 용매분자가 세 개인 아닐린 관련된 분자집합체 이온의 경우 (사분자집합체 이온) ... 13
• 3. 연구개발 결과의 중요성 ... 17
• 4. 참고문헌 ... 18
• 5. 연구성과 ... 19
• 대표적 연구실적 ... 19
• 끝페이지 ... 23