칼라 및 형광 고분자를 이용한 광미세 가공기술과 광센서 응용에 관한 연구

Abstract

페놀프탈레인, 퀴니자린, 페녹시나프타센퀴논 등의 화합물들은 pH 변화나 자외선, 가시광선의 조사 등과 같은 외부 환경의 변화에 따라 색깔이나 형광 방사등과 같은 특성들이 변화한다. 이와 같은 특성들은 다양한 환경 변화들을 감지 할 수 있는 센서로서 활용 가능성을 보여 준다. 이런 환경 변화를 능동적으로 감지, 표시하기 위해서는 t-BOC, 광산발생제 등을 사용하여 화합물의 구조를 변경시키거나 적절한 혼합물을 만들어야만 했다. 또한 안정적인 사용 가능성과 소형 센서로서의 가공성 등도 매우 중요한데 이와 같은 물성 개선을 위해 보다 우수한 물성을 갖고 있는 다른 고분자 와 블렌딩, 공중합 등을 이용하는 것이 매우 유용한 방법이다. 본 연구에서는 각종 물성과 가공 가능성을 높이기 위해 공중합 방법을 택하였다. 즉, 광변색성 화합물을 환경 변화에 반응 가능하도록 기능기를 변화시킨 후 중합 반응이 가능한 단량체로 개량하였다. 이를 물성을 향상시키기 위해 다른 고분자와 공중합을 하였으며 공중합에 사용한 광변색성 화합물은 1 ~ 3가지까지 조성을 변화시켜 공중합체를 만들었다. 공중합 시 광변색성 단량체를 곁가지 사슬에 넣었는데 이는 응답 속도의 향상과 가공성 등에 있어 보다 우수한 특성을 보여 주기 때문이다. 공중합에 있어 광변색성 화합물 단량체를 두가지 이상을 사용한 경우 광환경, 산도 변화에 따른 색상, 형광 등의 변화를 동시에 볼 수도 있었다. 그러나 반응의 어려움, 단량체의 순도 확보 어려움 등으로 해서 고분자 결과물의 중합도를 분자량(Mn) 30,000 이상으로 충분히 올리는데 어려움이 있었고 그 결과 보편적인 고분자 화합물의 양호한 물성을 얻기에는 미흡함이 있었다. 광미세 가공에 있어서는 매우 양호한 결과를 얻을 수 있었는데 선폭 3미크론까지도 무난히 가공 가능하였다.