나노기술 및 정책 정보

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● 미국 Chicago University Juan de Pablo 교수 연구팀은 청색상(blue phases, BPs)이 일반 액정보다 가시광선을 더 잘 반사할 수 있는 안정화 방안을 제시

● 균일한 분자 배향으로 인해 액정은 컴퓨터와 텔레비전을 위한 디지털 디스플레이를 포함한 많은 디스플레이 기술의 기초가 되었던지만, 연구팀은 기존 액정과 다르게 카이랄 액정을 연구하였고, 이를 통해 더 넓은 범위의 광학 활용 방안을 제시 

● 청색상이라고 하는 카이랄 액정으로 구성된 직육면체 나노 결정은 독특한 구조로 인해 파란빛과 초록빛을 반사할 수 있고, 매우 빠르게 켜졌다, 꺼졌다가 가능하지만, 해당 결정체는 작은 온도 범위에서만 존재하며 단 1도의 가열조차 특성을 파괴할 정도로 불안정한 특성 보유 

● 안정화하기 위하여 기름기가 함유된 카이랄 액정의 외부 방울로 둘러싸인 수성 용액 속의 중심에 있는 작은 방울을 사용했고, 이를 통해, ‘중심과 껍집’ 구조를 제작했으며, 해당 구조는 액정과 섞일 수 없고, 또 다른 수성 용액에 매달려 있는 것을 확인 

● 연구팀은 적절한 온도 범위에서 카이랄 액정을 ‘껍질’ 안에 ‘청색상’ 형태로 가둘 수 있었고, 카이랄 액정은 껍질 안에서 중합체-네트워크를 형성했으며, 청색상의 성질을 파괴하지 않고 안정화한 것을 확인 

● 해당 구조는 청색상의 온도를 파괴하지 않고, 약 30도 정도 조절이 가능하였고, 균일한 청색상을 형성했으며, 향후 연구팀은 청색상을 활용하여 온도, 크기, 빛을 측정하고, 디스플레이나 특정 파장 내에서 방사선을 감지하는 센서 기술로도 응용할 예정 

※ 용어설명

- 카이랄 액정(Chiral Liquid Crystal): 왼손과 오른손과 같이 자신의 거울 상과 겹치지 않는 구조적 특성을 가진 액정 

※ ACS Nano 게재(2021.10.01.), “Control of Monodomain Polymer-Stabilized Cuboidal Nanocrystals of Chiral Nematics by Confinement”