나노기술 및 정책 정보

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토호쿠(東北)대학 다원물질과학연구소 등의 국제공동연구그룹이 물속에서 제미니(gemini) 계면활성제와 규소화합물이 자발적으로 만드는 나노리본을 이용하여 최초의 초분자 광반응을 실현함. 빛을 이용하여 화합물을 합성하는 광반응은 자연에 대한 환경부하가 적은 환경 조화형 반응으로 유용하다고 여겨져 왔지만, 실용화에는 이르지 못했음. 연구진은 물속에서 주석산과 2쇄형 계면활성제(N,N′-Dihexadecyl-N,N,N′,N′-tetramethylethylene diammonium)를 혼합하는 것만으로 나선형 나노리본 집합체를 생성함. 여기에 규소화합물(tetraethyl orthosilicate)을 더함으로써 나노리본 집합체를 랩핑한 것이 ‘하이브리드 나노리본 집합체’임. 연구진은 이 ‘하이브리드 나노리본 집합체’ 용액을 이용하여 광반응을 조사한 바, 물속에 광반응 원료를 더함으로써 집합체에 매우 규칙적으로 혼합된다는 것과, 약한 빛을 조사하여도 매우 빠르게 반응이 진행되어 일반적 반응으로는 합성이 매우 어려운 ‘Head-to-Head 형 광 이합체’를 97% 이상의 선택성으로 합성할 수 있음을 확인함. 본 연구 성과는 이번 모델 반응계뿐만 아니라 많은 광반응에 응용이 가능하여 환경 부하가 적은 합성 전략의 하나로서 ‘SDGs (Sustainable Development Goals, 지속 가능 개발 목표)’ 추진의 관점에서도 높이 평가됨.

본 연구 성과는 ‘Chemical Communications’ (“Near perfect head-to-head selectivity on the supramolecular photocyclodimerisation of 2-anthracenecarboxylate with self-organised gemini surfactant bilayers”) 지에 게재됨.