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일본 오키나와 과학기술대학원 대학(Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University)의 연구진은 구리와 유기 분자를 결합시켜서 발광을 하는 금속 복합체를 만들었다. 또한 유기 분자의 크기를 다양하게 함으로써 방출되는 빛의 밝기를 조절할 수 있었다.과학자들은 백금, 루테늄, 오스뮴, 레늄, 이리듐과 같은 물질을 사용해서 발광 금속 복합체를 만들었다. 그러나 이러한 귀금속은 매우 고가이고 독성을 지니고 있다. 반면에 이번에 개발된 구리 복합체는 더 저렴하고 쉽게 조작할 수 있는 구조를 가지고 있다.이번 연구진은 구리 분자를 유기 분자 또는 리간드와 결합시켜서 발광 구리 복합체를 만들었다. 구리 복합체를 만드는 과정을 간단하고 적절한 리간드의 합성으로 시작된다. N-methyl, N-isobutyl, N-isopropyl, N-tert-butyl(크기가 다름)과 같은 4 개의 유사한 리간드 분자를 합성했다. 이중에서 N-methyl 분자가 가장 작았고 N-tert-butyl 분자가 가장 컸다.리간드 분자와 금속 원자 간의 결합 능력은 분자 모양과 움직임에 따라서 많은 변화를 동반하기 때문에 매우 역동적이다. 4 개의 리간드 분자와 구리를 결합시켜서 금속 복합체를 만들었고, X선 회절과 NMR 분석과 같은 첨단 기술을 사용해서 조사했다.N-methyl이 포함된 가장 작은 구리 복합체는 다른 3 개의 구리 복합체에 비해서 더 유연하고 빠르게 움직였고, N-tert-butyl을 가진 구리 복합체는 분자 구조의 부피가 커짐에 따라서 가장 느리게 움직였다. 놀랍게도, 분자가 느리게 움직일수록 더 밝은 빛을 방출한다는 것을 발견했다.이 연구는 기계적 스트레스나 변형을 가질 때 밝게 빛나는 분자 탐침을 만들 수 있는데, 이것은 건축 자재의 파괴를 방지할 수 있는 새로운 방법이 될 수 있을 것이다. 이 연구결과는 저널 Inorganic Chemistry에 “Interplay between the Conformational Flexibility and Photoluminescent Properties of Mononuclear Pyridinophanecopper(I) Complexes” 라는 제목으로 게재되었다(DOI: 10.1021/acs.inorgchem.8b01181). |
