환경변화에 따라 스스로 적응하는 스마트 고분자 개발

-안게반테 케미誌 게재, 폭넓은 분야로의 응용 기대-

□ 기초과학연구원(IBS, 원장 김두철) 복잡계 자기조립 연구단(단장 김기문, POSTECH 교수) 연구팀이 티올1) 분자가 도입된 쿠커비투[6]릴2)(CB[6])을 이용하여 환경 변화에 적응할 수 있는 고분자3) 시스템을 개발하는데 성공했다.

o 개발된 고분자 시스템은 환경에 따라 스스로 변화하여 안정된 구조체를 만들고, 스스로 재조립할 수 있다는 게 특징이다.

□ 연구진은 티올 분자가 도입된 쿠커비투[6]릴에 서로 다른 용매를 적용하여 각각 마이크로필름과 나노 캡슐의 고분자 구조체를 합성했고, 또한 용매에 따라 두 가지 구조체가 서로 변환할 수 있는 기술을 개발했다. 

 o 티올-쿠커비투[6]릴에 디클로로메탄4)을 용매로 적용하여 마이크로필름을 합성하였고, 반면 메탄올5)을 용매로 사용하여 나노캡슐을 합성했다.

 o 특히, 합성된 구조체들도 용매를 바꾸어 주면 상호 변환이 가능하다는 사실을 밝혔다. 즉, 마이크로필름에 메탄올을 용매로 적용하면 나노캡슐로 전환되고, 나노캡슐에 디클로로메탄을 용매로 적용하면 마이크로필름으로 변화했다.

□ 이번 연구는 공유결합6)을 이용하여 분자 수준에서의 동적 변화를 고분자 구조체로 발전시켜 관찰하고, 구조 및 생성 원리를 밝힌 첫 사례로서 의미를 가진다.

 o 연구진은 이번 성과를 기반으로 보다 크고 복잡한 인공의 고분자 구조체를 연구함으로써 산업 재료 및 전자 공학, 환경, 의약등 폭넓은 분야에 대한 응용 가능성을 제시할 것으로 기대하고 있다.

* (논문제목) 공유결합을 이용한 나노캡슐 및 마이크로필름 사이의 구조적 동적 변환
(Reversible Morphological Transformation between Polymer Nanocapsules and Thin Films through Dynamic Covalent Self-assembly)

* (제1저자) 김지홍 POSTECH 화학과 박사과정생

* (교신저자) 김기문 IBS 복잡계 자기조립 연구단장, 백강균 IBS 복잡계 자기조립 연구위원