나노기술 및 정책 정보

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● 중국과학원의 장젠, 구즈강 연구원 연구팀이 최초로 키랄 아민(chiral amine) 유도-합성 전략을 사용하여 우수한 원편광 발광(Circularly Polarized Luminesence，CPL) 성능을 지닌 초박형 카이랄 유기골격 구조체(Covalent Organic Framework, COFs) 나노시트(NS)를 개발

● CPL 특성을 지닌 카이랄 소재는 센서, 생체 탐침, 비대칭 광반응 등 분야에서 폭넓게 응용되고 있으며, COFs는 다공성 결정 물질로 기능 조절, 화학적 성질의 안정성 측면에서 유기분자, 폴리머 등 전통 CPL 소재에 비해 뚜렷한 장점을 보유

● CPL 활성과 높은 결정성을 겸비한 COFs는 아직 개발되지 않았으며, 2D COFs에 카이랄성과 발광 기능을 동시에 부여하여 CPL 소재를 얻을 수 있지만, 이 방법에는 상당한 어려움이 따름

● 이에 연구팀은 키랄 1-나프틸아민, 2종류의 모노아민, 1,3,5-trihydroxy-3-aldehyde 및 bipyridine diamine을 사용하여 초박형 CCOF NS를 제조

● 초박형 CCOF NS는 높은 카이랄성과 뚜렷한 적색 CPL 성능을 나타내었으며, 발광 비대칭 계수(glum)는 0.02, 카르복실기가 함유된 녹색/파란색 형광염료 분자를 CCOFs NS에 코팅하여 얻어낸 CCOFs/Dyes는 CPL 성능 조절 및 증폭이 가능하고 발광 비대칭 계수가 CCOFs NS의 5배인 0.1에 달하는 것을 확인

● 이밖에 CCOFs NS를 PDMS 기질 속에 분산시켜 CPL 분야에서 실용화가 가능한 투명하고 유연한 COFs/PDMS 박막을 제조

● 해당 연구 성과는 차세대 원편광 박막소재 개발을 위한 새로운 전략을 제시

※ Journal of the American Chemical Society 게재(2022.04.01.),“Chiral-Induced Ultrathin Covalent Organic Frameworks Nanosheets with Tunable Circularly Polarized Luminescence”