초록 ▼

□ 연구개요
동역학을 이용하며 박막의 유리전이를 측정하는 방법으로 유전완화를 이용하는 방법과 형광탐침분자의 회전을 형광상관분광법으로 측정하는 방법이 있으나, 전극 (electrode)을 위해 필름을 구조적으로 제한하거나, 복잡한 장비구축이 필요하다. 따라서, 본 연구는 분자 내에 회전가능 여부, 즉 동역학적 기원을 가지는 응집 유도 형광 (AIE; Aggregation Induced Emission) 과정의 특성을 가지는 분자를 탐침분자로 사용하여, 필름형태의 재료의 유리전이온도를 동역학에 관련된 변수를 활용하여 직접적으로 유

□ 연구개요
동역학을 이용하며 박막의 유리전이를 측정하는 방법으로 유전완화를 이용하는 방법과 형광탐침분자의 회전을 형광상관분광법으로 측정하는 방법이 있으나, 전극 (electrode)을 위해 필름을 구조적으로 제한하거나, 복잡한 장비구축이 필요하다. 따라서, 본 연구는 분자 내에 회전가능 여부, 즉 동역학적 기원을 가지는 응집 유도 형광 (AIE; Aggregation Induced Emission) 과정의 특성을 가지는 분자를 탐침분자로 사용하여, 필름형태의 재료의 유리전이온도를 동역학에 관련된 변수를 활용하여 직접적으로 유리전이온도를 결정하는 방법론을 구축하고자 한다. 이를 위해 상용화된 형광 분광 광도계에 필름형태로 형광을 측정하며, 정확한 온도 조절을 할 수 있도록 진공 챔버를 자체 제작하여 유리전이온도를 결정하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구에서는 AIE 특성을 나타내는 분자를 활용하여 고분자 박막의 유리전이온도를 직접적인 방법으로 결정하고자 한다. 이를 위해, AIE 현상을 나타내는 TPE (tetraphenylethylene) 분자 및 실험 특성에 알맞은 분자를 직접 합성하였다. 고분자 박막의 유리전이온도 측정에 가장 적합한 분자를 결정하고, 특성을 확인하였다. 진공상태에서 고분자 박막을 일정한 속도로 냉각시키며 유리전이온도를 측정할 수 있는 챔버도 제작하였으며, 기존의 상용화된 장비에 결합할 수 있도록 제작하였기 때문에 수월하게 PL spectrum을 얻을 수 있었다. 하지만, 연구과정에서 고분자 박막 내의 AIE 분자 농도가 너무 높으면 유리전이온도를 정확히 파악할 수 없다는 중간 결론을 내리게 되어, 더욱 정밀한 분석이 가능한 장비를 직접 제작하였다. 또한, 이 장비에 적합한 진공 챔버 및 온도 컨트롤 시스템도 새로 제작하여 더욱 정밀한 실험이 가능하게 하였으며, TEC를 이용한 온도조절로 빠른 냉각속도를 이용하여 AIE 분자의 형광 스펙트럼이 고분자 박막의 유리전이온도에 의한 것인지 아닌지 확실히 파악할 수 있게 해준다. 이를 이용한 실험을 마무리하여 논문 출간을 예정하고 있다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구는 최근 활발히 활용되고 있는 고분자 및 비결정질 유기재료 박막의 유리전이를 분자 회전여부 즉 동역학적인 과정인 유리전이와 가장 직접적으로 관련된 현상으로 관찰할 수 있는 방법을 제시한다. 기존의 간접적인 밀도의 의한 방법을 탈피하여 동역학과 관련된 변수를 이용해 직접적인 유리전이온도 결정이 가능한 것이다. 이로써, 동역학적인 측면에서 박막형태의 고분자 및 비결정질 유기재료가 나타내는 유리전이를 재정립할 수 있다. 또한, AIE 분자를 통한 유리전이 연구는 동역학적인 변수에 근거한 직접적인 결과를 도출함으로써 고분자 및 비결정질 유기재료 내에서 분자의 이동현상에 대해 보다 명확하게 규명할 수 있다. 이를 통해 규명된 고분자 및 비결정질 유기재료 박막형태의 유리전이는 여러 산업 분야에 귀중한 정보를 제공할 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• I. 실험 방법론 확보 ... 5
• II. 유리전이온도 ... 7
• III. 결과 분석 및 향후 연구 진행 계획 ... 10
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 11
• 4. 참고문헌 ... 11
• 5. 연구성과 ... 12
• 대표적 연구실적 ... 13
• 끝페이지 ... 15