대구대 위경량 교수 연구팀이 백금 기반 분자 이성질체를 이용해 고체 물질의 발광 색을 변화시키는 기술을 세계 최초로 개발했다.
이 기술은 이전까지 불가능했던 물질의 이성질체를 이용한 효과적인 발광 색 조작을 가능하게 한 첫 사례로, 고체 물질 발광 방식의 획기적인 변화를 불러일으킬 수 있어 주목받고 있다.
이성질체란 분자식은 같으나 구성 원자의 연결 상태가 서로 다른 화합물로, 이 방식은 서로 다른 화합물을 조합하는 기존 방식보다 발광 색 조절이 쉬워 효율적인 방식으로 평가된다.
대구대 일반대학원 화학과 학생들이 참여한 연구팀은 플래티넘(백금) 복합체의 도너(donor)-억셉터(acceptor) 리간드(ligand)의 단순한 이성질체 변화로 발광 색이 변화하는 특성을 규명해 냈다.
연구진이 제안한 도너-억셉터 리간드를 포함한 이성질체 플래티넘 복합체는 고체 상태에서의 방출 스펙트럼 및 집적체 유도 발광에서 녹황색에서 붉은색까지의 유의미한 인광 발광 색 차를 보였다.
이는 허쉬펠드(Hirshfeld) 분석을 통해 리간드 이성질체에 따라 플라티넘 복합체의 분자 배열 모드와 밀접하게 연관되어 있음을 알아냈다.
특히 단순한 이성질체 변화는 분자 배열 모드 내에서 인광 특성을 결정하는 금속-리간드 전하 이동 상태와 백금 중심 상호작용에 영향을 미쳐 독특한 발광 특성으로 이어짐을 확인했다.
이 연구 성과는 분자 이성질체를 활용한 광학 특성 변화 연구의 중요한 방법론을 제공한 것으로, 추후 응용 분야에서 광범위하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
위 교수는 “이번 연구 결과는 광학 특성 분석 및 감지를 위한 응용 분야에서 유용하게 활용될 수 있을 뿐만 아니라, OLED, 생체 이미징, 광전자 공학 및 센서 등 다양한 분야에서 새로운 발광 물질의 개발에 이바지할 것으로 기대된다”고 말했다.
한편, 이번 한국연구재단이 추진하는 우수 신진 연구와 중견 연구사업 과제로 수행됐으며, 연구 결과는 광과학 및 재료 분야 국제학술지인 어드밴스드 옵티컬 머트리얼즈(Advanced Optical Materials, IF: 10.050)에 온라인판에 최근 게재됐다.
백금 기반 분자 이성질체를 이용해 고체 물질의 발광 색을 변화시키는 기술을 세계 최초로 개발한 위경량 교수 연구팀: 왼쪽부터 위경량 교수(교신저자), 채민정 석사졸업(공동 제1저자), 김민지 박사과정(공동 제1저자), 안민아 박사과정(공동저자).
/심한식기자 shs1127@kbmaeil.com
