대구대 위경량 교수팀, 백금 기반 분자 이성질체 이용 발광색 변화 기술 세계 최초 개발

분자 이성질체 이용해 체계적이고 효율적인 물질의 발광색 변화 최초 구현

광학 특성 분석·감지 응용 분야 및 OLED, 생체 이미징, 광전자공학 및 센서 등 활용

대구대학교 전경.[사진=대구대학교]

대구대학교 위경량 교수 연구팀이 백금 기반 분자 이성질체를 이용해 고체 물질의 발광 색을 변화시키는 기술을 세계 최초로 개발했다고 11일 대구대학교가 밝혔다.
 
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 발광색 조절에 용이하고 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 색차를 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, 광전자공학 및 센서 등 다양한 분야에서 새로운 발광 물질의 개발에 기여할 것으로 기대된다”고 말했다.
 
한편, 이번 한국연구재단이 추진하는 우수신진연구 및 중견연구사업 과제로 수행됐으며, 연구 결과는 광과학 및 재료 분야 국제학술지인 어드밴스드 옵티컬 머트리얼즈(Advanced Optical Materials, IF: 10.050)에 온라인판에 최근 게재됐다.