기계/재료

복건물질구조연구소, 광변형 결정체 재료 연구성과

발행일 : 2013 / 10 / 08

어떤 지점에 에너지를 주입시켜 일을 유도하는 것은 핵심 연구과제에 속한다. 환경오염이 갈수록 심각해지고 있는 상황에서 어떻게 하면 재생에너지를 효율적으로 이용해 에너지에서 일로 전환시킬 것인가는 신에너지 재료분야의 이슈과제가 되었다.

광유도 변형재료는 원격으로 신속하게 공간 탐지가 가능한 특징을 지니고 있어 광에너지를 기계에너지로 전환시킬 수 있기 때문에 잠재적인 응용가치가 있다.

지금까지 이와 유사한 에너지-일 변환 결정체재료가 보고된 바 있으나 전환값은 대부분 나노미터급 내지는 마이크로미터 수준에 머물고 있어서 실제 응용이 불가능하였다.

중국과학원 복건물질구조연구소 구조화학 국가중점실험실의 장제(張杰) 연구원이 이끌고 있는 과제팀은 국가자연과학기금과제의 지원을 받아 cation-PI 상호작용을 활용하여, 결정체 Pyridine Weng salt 부산물 구조 퇴적에 대한 제어를 실현하였다.

빛 활성을 지닌 올레핀 이중결합기능단을 도입해 그 [2+2]링의 작용을 이용해 결정체가 빛쪼임에서 뚜렷한 제어 가능한 변형을 실현하였고, 동시에 이러한 과정은 무에서 유로의 가시적인 형광전환을 수반하였다.

주목할만한 점은 이는 지금까지 보고된 최대 사이즈의 광-기계효과를 지닌 단결정체로, 그 사이즈는 cm급에 이르렀다.

이 연구성과는 독일 「Angew. Chem」(Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52, 6653–6657)에 발표되었다. 이 발견은 향후 실제 응용가치를 지닌 거시적 광-기계효과를 지닌 결정체 재료를 개발하기 위한 기초를 다졌다.

최근 이 과제팀은 광전기화학활성을 지닌 Pyridine Weng base 다기능 분자 조립체의 설계합성 및 성능에 대해 체계적인 연구를 하였고, 다양한 기능의 분자 조립체 구축 및 성능 제어를 실현하였다.

관련 연구논문은 Chem. Commun. 2013, 49, 1624; J. Mater. Chem. C 2013, 1, 744; Chem. Commun. 2012, 48, 10422; Chem. Eur. J. 2012, 18, 1924; J. Mater. Chem. 2012, 22, 12212에 발표되었다.