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[13.4월]김기문 교수 연구실-Free-Standing, Single-Monomer-Thick Two-Dimensional Polymers through Covalent Self-Assembly in Solution

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작성자 최고관리자 댓글 조회 작성일 13-11-25 22:10

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Free-Standing, Single-Monomer-Thick Two-Dimensional Polymers through Covalent Self-Assembly in Solution
- K. Baek, G. Yun, Y. Kim, D. Kim, R. Hota, I. Hwang, D. Xu, Y. H. Ko, G. H. Gu, J. H. Suh, C. G. Park, B. J. Sung, and K. Kim



Molecular Patchworks: Covalent self-assembly of rigid, disk-shaped building blocks having laterally predisposed reactive groups on their periphery with short linkers produces single-monomer-thick, two-dimensional polymers in micrometer lateral regime in solution without help of any template or pre-organization.

이차원 고분자란 공유결합으로 연결된 원자 혹은 분자 한 층으로 이루어진 고분자 박막으로, 오래 전부터 넓은 면적과 원자 혹은 분자 수준의 두께를 동시에 지니는 구조적 특징으로 인해 특이한 성질을 가질 것이라 이론적으로 예측되었고 이를 합성하려는 노력이 있었다. 주형이나 전구체를 활용하는 이전의 연구와는 다르게, 공유결합을 이용한 자기조립법을 통해서 쿠커비투릴 단분자와 디티올 연결분자를 중합하여 용액상에서 이차원 고분자를 손쉽게 합성하는 방법을 개발하였다. 쿠커비투릴 단분자는 원판형 분자의 가장자리에만 중합 가능 작용기가 있어 짧고 단단한 연결분자를 사용하여 중합할 경우 특정 용액상에서 고분자가 평면방향으로만 자라는 것을 발견하였다. 더욱이 쿠커비투릴에 강하게 결합하는 것으로 알려진 스퍼민 (spermine)을 결합시키고 중합 반응을 진행함으로써, 스퍼민의 양쪽 말단에 존재하는 양전하들 사이의 정전기적 반발력을 이용하여 한 층의 고분자 박막을 합성할 수 있었다. 이 방법을 이용하여 쿠커비투릴 뿐만 아니라 다른 판상형 단분자를 활용해서도 이차원 고분자를 합성할 수 있었다. 이렇게 합성된 이차원 고분자들은 선택 투과망이나 센서, 촉매 등 다양한 분야에 응용 가능할 것으로 예상한다. 이러한 연구 내용은 미국화학회지에 개재되었다.

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