[대학저널 임승미 기자] GIST(총장 문승현) 신소재공학부 이재석 교수팀은 지난 2005년 노벨 화학상 수상자인 로버트 그럽스(Robert H. Grubbs, 캘리포니아 공과대학교 화학과) 교수팀과 함께 초거대 분자량을 갖는 블록 공중합체 합성과 이를 응용한 고분자 광결정 소재 개발에 최근 성공했다.

고분자 광결정 소재는 몰포나비 등 곤충에서 흔히 볼 수 있는 아름다운 색깔을 모방한 청색기술 분야다. 이 소재는 특정 파장의 빛을 선택적으로 가두거나 증폭하는 등의 특징이 있어 미래 디스플레이 소자의 효율을 높일 수 있는 첨단 소재로 각광받고 있다.

고분자 광결정 소재는 대면적 인쇄공정이 용이해 플렉시블(flexible)·웨어러블(wearable)·프린터블(printable) 등의 첨단 기능을 요구하는 다양한 광전자소자 연구 분야로의 응용 가능성이 높다. 하지만 선형 블록 공중합체는 분자량(도메인 크기)이 작아 가시광선 영역대의 광결정 소재를 제작하기 어렵다.

이에 연구팀은 30년간 연구해온 리빙 음이온 중합법을 이용해 새로운 구조의 거대단량체를 디자인 했다. 이어 개환 복분해 중합법을 이용해 300만 가량의 초거대 분자량을 가진 그라프트 블록 공중합체를 합성하는 데 처음으로 성공했다.

이재석 GIST 교수는 "이번 연구는 거대단량체의 분자량 제어에 의한 초거대 분자량을 가진 그라프트 블록공중합체의 새로운 합성법을 제시한 것이다. 새롭게 개발된 고분자의 자기조립을 통해 제작된 고분자 광결정 소재를 응용해 고색순도 차세대 디스플레이에 적용할 수 있을 것으로 판단된다"며 "더 나아가 고효율 근적외선센서 및 태양전지 등의 고성능 전자소자의 개발이 가능할 것으로 기대된다"고 말했다.

한편 이번 연구는 이재석 교수(교신저자)와 박사과정생 유용군 씨(제1저자)의 주도로 노벨그럽스 고분자중합촉매연구센터와 과학기술정보통신부의 중견연구자 지원 사업의 지원을 받아 진행됐다. 논문은 지난 9일자 고분자과학 분야 우수 국제학술지 매크로몰레큘스(Macromolecules) 온라인판에 게재됐다.

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