초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
■ 최종 목표
자가치유(self-healing) 배위고분자는 외부 환경에 의해 손상을 입은 배위고분자가 스스로 결함을 감지하여 자신의 구조를 복구함은 물론 원래의 기능을 회복할 수 있는 지능형 재료로서 최근 많은 연구자들에 의해 관심을 받고 있다. 본 연구의 최종 목표는 유동성을 가지는 다양한 유기리간드를 합성하여 휘발성 유기화합물 (Volatile Organic Compound, VOC) 분자를 인식 및 흡착할 수 있고 광발성 특성을 가지는 다기능성 자가치유 배위고분자를 제조하여 그들의 구조변

□ 연구개발 목표 및 내용
■ 최종 목표
자가치유(self-healing) 배위고분자는 외부 환경에 의해 손상을 입은 배위고분자가 스스로 결함을 감지하여 자신의 구조를 복구함은 물론 원래의 기능을 회복할 수 있는 지능형 재료로서 최근 많은 연구자들에 의해 관심을 받고 있다. 본 연구의 최종 목표는 유동성을 가지는 다양한 유기리간드를 합성하여 휘발성 유기화합물 (Volatile Organic Compound, VOC) 분자를 인식 및 흡착할 수 있고 광발성 특성을 가지는 다기능성 자가치유 배위고분자를 제조하여 그들의 구조변환 메커니즘을 규명하고자 한다. 이러한 다기능성 배위고분자의 열적안정성을 평가하고 이들 중에서 특히 자가치유 할 수 있는 광발광성 배위고분자를 분류하여 이들의 물리적/화학적 특성을 규명하고자 한다. 또한, 자가치유 발광성 배위고분자의 구조와 기능에 대해 근원적 복구가 가능한 자가치유 재료가 만들어진다면 기존 소재 개발 및 응용에 패러다임을 획기적으로 바꿀 수 있을 것으로 기대된다.
■ 전체 내용
최근 대기 환경에 대한 오염 물질, 새집증후군 및 발암 유발 물질로서 휘발성 유기화합물 (Volatile Organic Compound, VOC)에 대한 저감, 제거, 센서 개발 등에 있어서 다기능성 배위고분자를 도입하고자 하는 연구에 대해 많은 연구자들이 주목하고 있다. 따라서 본 연구진은 다양한 클러스터를 형성하는 소프트한 전이금속인 Cu(I)나 Ag(I)와 결합을 잘 할 수 있는 소프트한 황 및 방향족 질소를 주개원자로 가지는 유동적인 유기리간드를 합성하여 소프트한 금속 이온과 배위결합으로 이루어진 광발광성 배위고분자를 제조할 것이다. 이렇게 합성된 배위고분자를 열, 빛, 또는 용매분자에 의한 다양한 구조변환을 시켜 그들의 물리적/화학적인 물성 변화를 확인하고, 또한 구조 변환과 정이 가역적인지 비가역적인지에 대한 연구를 단계적으로 규명해 나갈 계획이다. 이러한 다기능성 배위고분자의 구조변환 메커니즘을 통한 물성의 변화를 확인하고, 이러한 물성을 다양한 응용성에 접목시켜 볼 계획이다. 이를 위하여 다음과 같이 연구를 진행할 것이다. 첫째, 주개 원자로 황 및 질소가 있는 타겟팅 혼합 주개 리간드를 합성한다. 둘째, 소프트한 전이금속으로 Cu(I), Ag(I)와 다양한 조건 (몰비, 용매 조건, 온도, 빛, 압력 등)에서 자가조립에 의하여 다양한 구조의 유동적 광발광성 배위고분자를 재조한다. 셋째, 합성된 배위고분자의 구조적인 특성을 단결정 X-선 회절분석으로 규명하고, 물리적/화학적 특성을 다양한 기기를 이용하여 분석한다. 넷째, 합성된 유동적 광발광성 배위고분자들의 열적/용매 안정성을 연구하고 자가치유 메카니즘을 찾아낸다. 다섯째, 확인된 자가치유 메카니즘과 구조변환 메커니즘을 통하여 휘발성 유기화합물을 인식, 흡착 및 제거 할 수 있는 첨단 소재의 재료로서의 가능성에 대해 연구하고자 한다.

□ 연구개발성과
본 연구의 경우 황/질소, 황/인 주개원자를 가지는 유동성 유기 리간드에 기초한 자기조립형 초분자의 다양한 물리적, 화학적 특성에 의한 가역적 구조변환과 그에따른 특성변환을 확인할 수 있었던 것은 연구개발 결과에 있어 매우 우수하며, 새로운 자가치유 배위고분자를 위한 원천기술 습득과 새로운 나노소재의 개발에 큰 도움이 될 것이라 예상된다.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
자가치유 광발광성 배위고분자의 제조 및 특성 평가를 통해 자가치유 고분자, 반도체소재, 유기발광다이오드, 촉매, VOC 센서와 같은 소재로서 응용하는 과학은 21세기 미래 산업사회에서 기존 소재개발 및 응용에 패러다임을 획기적으로 바꿀 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 이러한 자가치유 소자개발 관련 산업에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 예상된다. 특히, 상기 소재 관련 최신 연구 분야를 수행함으로써 국내 관련 기술 분야의 발전에 기여하고, 관련 노하우를 축적하여 향후 산업 발달에 필요한 지식과 기술을 전파할 수 있을 것으로 기대된다.

(출처 : 요 약 문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 휘발성 유기물의 위험성 ... 4
• 나. 자가치유 고분자의 미래 전망 ... 4
• 다. 활용방안이 무궁무진한 OLED 디스플레이 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 1. 1차년도 연구개발 수행 내용 ... 4
• 2. 2차년도 연구개발 수행 내용 ... 5
• 3. 3차년도 연구개발 수행 내용 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 8
• 1) 연구수행 결과 ... 9
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 참고문헌 ... 12
• 끝페이지 ... 12