KR102495682B1 - Chiral nanoporous template and method of manufacturing for them - Google Patents

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Abstract

네마틱 액정(nematic liquid crystals)에 대하여 카이랄 환경을 제공하는 카이랄 나노다공성 템플릿을 제조하기 위한 상향식(bottom-up) 템플릿을 기반으로 하는 제조방법을 제공한다. 본 발명에서의 카이랄 나노다공성 템플릿은 카이로옵틱 변조기 및 스위치, 생물학적 센서와 같은 용도로의 적용될 수 있다.A fabrication method based on a bottom-up template for fabricating a chiral nanoporous template providing a chiral environment for nematic liquid crystals is provided. The chiral nanoporous template in the present invention can be applied to applications such as chirooptic modulators and switches, and biological sensors.

Description

카이랄 나노다공성 템플릿 및 이의 제조방법{CHIRAL NANOPOROUS TEMPLATE AND METHOD OF MANUFACTURING FOR THEM}Chiral nanoporous template and method for manufacturing the same {CHIRAL NANOPOROUS TEMPLATE AND METHOD OF MANUFACTURING FOR THEM}

본 발명은 카이랄 나노다공성 템플릿 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 비카이랄 물질을 충진함으로써 화학적 방법 없이 물리적 방법으로 카이랄 물질로 제조하는 템플릿에 관한 것이다.The present invention relates to a chiral nanoporous template and a method for preparing the same, and more specifically, to a template prepared with a chiral material by a physical method without chemical method by filling an achiral material.

카이랄성(chirality)은 자연에 풍부하며, 생물계(biological systems)의 기원에 있어서 상당부분 중요한 역할을 한다. 카이랄성은 화학, 물리학, 생물학, 약학 및 의학 분야에서 광범위하게 연구되어 왔다. 일반적으로 나선형 집합체(helical aggregates)(또는 카이랄 초격자구조(superstructures))는 카이랄(chiral) 분자로부터 형성된다. 일례로서, 단백질 및 데옥시리보핵산(DNA)은 나선형 집합체이며, 고체 상태(solid state)뿐만 아니라 유체(fluids)에서 카이랄 분자로부터 카이랄 초격자 구조를 형성을 유발한다.Chirality is abundant in nature and plays a significant role in the origin of biological systems. Chirality has been extensively studied in the fields of chemistry, physics, biology, pharmacy and medicine. In general, helical aggregates (or chiral superstructures) are formed from chiral molecules. As an example, proteins and deoxyribonucleic acid (DNA) are helical aggregates, leading to the formation of chiral superlattice structures from chiral molecules in the solid state as well as in fluids.

반면, 1997년 처음으로 비카이랄(achiral) 굽은-핵(bent-core; BC) 액정(liquid crystal; LC) 분자에서 거시적인 자발적 카이랄 집합체(chiral segregation)가 처음 보고되었다. 이러한 비카이랄 LC 분자에서의 카이랄성 관련 연구는 LC 분야뿐만 아니라 광범위한 재료 과학 분야에서 가장 흥미로운 주제 중 하나였다. 이러한, 거시적인 카이랄 상(chiral phase) 중 하나인, 나선형 나노필라멘트 상(helical nanofilament(HNF) phase)(또는 B4 상(phase)이라고 함)은 많은 BC-LC의 저온 중간상(lowest-temperature mesophase)으로 종종 관찰되며, 비록 비카이랄 분자로만 구성되었음에도 불구하고 나선형 초격자구조를 가지고 있는 것으로 밝혀졌다. 후속 연구들이 HNF 상(phase)은 LC가 아니라 오히려 반결정형(semicrystalline)임을 시사하였으나, HNF 상(phase)의 카이랄 대칭 파괴에 대한 문제는 많은 화학자와 물리학자들이 카이랄성 관련 연구에 대한 심대한 영향을 미쳤다.On the other hand, macroscopic spontaneous chiral segregation was reported for the first time in 1997 in an achiral bent-core (BC) liquid crystal (LC) molecule. Chirality-related studies in these achiral LC molecules have been one of the most exciting topics not only in the LC field but also in the broader material science field. One of these macroscopic chiral phases, the helical nanofilament (HNF) phase (also called the B4 phase), is the lowest-temperature mesophase of many BC-LCs. ), and it has been found to have a helical superlattice structure even though it is composed of only achiral molecules. Subsequent studies have suggested that the HNF phase is not LC, but rather semicrystalline, but the problem of breaking the chiral symmetry of the HNF phase has prompted many chemists and physicists to engage in profound research on chirality. It has affected.

최근 BC 형 네마틱(nematic; N) LC 및 막대형(rod-like) 네마틱(N) LC의 이성분계(binary systems)를 이용하여 카이로옵틱(chiroptical) 물질을 생성하려는 시도가 있었다. 반결정형 HNF 상(phase)과 네마틱 액정(N-LC) 상(phase) 사이의 이러한 혼합계에서 나노스케일 상(nanoscale phase) 분리가 발생하는 것으로 나타났다. 이전의 연구들의 실험 결과 HNF 상(phase)의 구조적 카이랄성은 분리된 막대형 N-LC 상(phase)의 구조에 영향을 미치며, HNF 상(phase)의 카이랄성과 관련된 자기조립 카이랄 초격자구조를 형성한다.Recently, attempts have been made to produce chiroptical materials using binary systems of BC-type nematic (N) LCs and rod-like nematic (N) LCs. It has been shown that nanoscale phase separation occurs in this mixed system between a semi-crystalline HNF phase and a nematic liquid crystal (N-LC) phase. As a result of previous studies, the structural chirality of the HNF phase affects the structure of the isolated rod-shaped N-LC phase, and the self-assembled chiral superlattice related to the chirality of the HNF phase. form a structure

따라서, 비카이랄 N-LC에서의 거기적인 카이로옵틱 효과가 유발되고, 이성분 혼합물의 카이랄성이 변형되며, 카이랄성의 강도가 증폭된다. 이러한 현상에 기초한 흥미로운 접근법이 최근 보고되었다. 원형 편광 발광(circularly polarized luminescence; CPL)이 형광 염료를 혼재된 막대형 게스트(guest) 분자와 BC 호스트(host) 분자의 비카이랄 혼합물에 관찰되었다. 이러한 CPL은 HNF로부터 분리된 N-LC 분자가 카이랄 나노공간(nanospace)(즉, 카이랄 초격자구조)를 형성한다는 명백한 증거이다.Thus, a substantial chirooptic effect in achiral N-LC is induced, the chirality of the binary mixture is modified, and the strength of the chirality is amplified. An interesting approach based on this phenomenon has recently been reported. Circularly polarized luminescence (CPL) was observed in an achiral mixture of rod-shaped guest molecules and BC host molecules mixed with fluorescent dyes. This CPL is clear evidence that N-LC molecules separated from HNF form a chiral nanospace (ie, a chiral superlattice structure).

대한민국 등록특허 제1825597호Republic of Korea Patent No. 1825597

본 발명은 HNF 상(phase)으로부터 비카이랄성 분자로 카이랄성(또는 카이랄 정보)을 전달(transfer)시킴으로써 카이랄 중합체 물질을 구현하기 위한 것이다.The present invention is to implement a chiral polymeric material by transferring chirality (or chiral information) from an HNF phase to an achiral molecule.

즉, HNF로부터 분리된 카이랄 나노공간을 폴리머 안정화제를 이용하여 고정하고, 고분자 안정화된 카이랄 나노공간을 유용한 템플릿으로 이용하여 카이로옵틱 효과(chiroptical effects)를 제공한다.That is, chiral nanospaces separated from HNF are fixed using a polymer stabilizer, and chiral nanospaces stabilized with the polymer are used as a useful template to provide chiroptical effects.

해결하고자 하는 과제의 달성을 위하여, 본 발명의 일 형태에 따른 카이랄 나노다공성 템플릿은 반응성 메조겐 화합물로 구성되는 고분자 네트워크 구조체; 및 상기 고분자 네트워크 구조체 상에 형성된 복수 개의 나노포어(nanopore)를 포함한다.In order to achieve the object to be solved, a chiral nanoporous template according to one embodiment of the present invention includes a polymer network structure composed of a reactive mesogen compound; and a plurality of nanopores formed on the polymer network structure.

상기 반응성 메조겐 화합물은 네마틱 액정(N-LC)와 반응성 단량체로 구성될 수 있으며, 상기 네마틱 액정(N-LC)는4-cyano-4'-pentylbiphenyl일 수 있으며, 상기 반응성 단량체는 2-methyl-1,4-phenylene bis(4-(((4-(acryloyl oxy)butoxy)carbonyl)oxy)benzoate)일 수 있다.The reactive mesogen compound may be composed of a nematic liquid crystal (N-LC) and a reactive monomer, and the nematic liquid crystal (N-LC) may be 4-cyano-4'-pentylbiphenyl, and the reactive monomer may be 2 -methyl-1,4-phenylene bis(4-(((4-(acryloyl oxy)butoxy)carbonyl)oxy)benzoate).

상기 카이랄 나노다공성 템플릿은 역 나선형 나노필라멘트 구조(invers helical nanofilament structure)를 갖는 것일 수 있다.The chiral nanoporous template may have an inverse helical nanofilament structure.

또한, 본 발명의 일 형태에 따른 카이랄 나노다공성 템플릿의 제조방법은 굽은 핵 분자, 반응성 메조겐 화합물 및 광개시제를 포함하는 전구체 혼합물을 제조하는 단계; 상기 전구체 혼합물을 광경화시켜 템플릿을 제조하는 단계; 상기 템플릿 상의 상기 굽은 핵 분자를 제거하는 단계; 및 상기 템플릿을 건조하는 단계를 포함한다.In addition, a method for preparing a chiral nanoporous template according to one embodiment of the present invention includes preparing a precursor mixture including a bent nucleus molecule, a reactive mesogen compound, and a photoinitiator; preparing a template by photocuring the precursor mixture; removing the bent nuclear molecule on the template; and drying the template.

상기 굽은 핵 분자는 나노분열 상(phase)으로 나선형 나노필라멘트(helical nanofilament) 상(phase)을 가지는 것일 수 있으며, 상기 굽은 핵 분자는 1,3-phenylene bis[4-(4-eptyloxyphenyliminomethyl)-benzoate]일 수 있다.The bent nuclear molecule may have a helical nanofilament phase as a nanofission phase, and the bent nuclear molecule may be 1,3-phenylene bis[4-(4-eptyloxyphenyliminomethyl)-benzoate ].

상기 반응성 메조겐 화합물은 네마틱 액정(N-LC)와 반응성 단량체로 구성될 수 있으며, 상기 네마틱 액정(N-LC)는 4-cyano-4'-pentylbiphenyl일 수 있으며, 상기 반응성 단량체는 2-methyl-1,4-phenylene bis(4-(((4-(acryloyl oxy)butoxy)carbonyl)oxy)benzoate)일 수 있다.The reactive mesogen compound may be composed of a nematic liquid crystal (N-LC) and a reactive monomer, and the nematic liquid crystal (N-LC) may be 4-cyano-4'-pentylbiphenyl, and the reactive monomer may be 2 -methyl-1,4-phenylene bis(4-(((4-(acryloyl oxy)butoxy)carbonyl)oxy)benzoate).

상기 광개시제는 DMPAP(2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone)일 수 있다.The photoinitiator may be 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone (DMPAP).

상기 광경화는 80 내지 120 ℃에서 수행하는 것일 수 있다.The photocuring may be performed at 80 to 120 °C.

상기 굽은 핵 분자의 제거는 1,2-디클로로벤젠(1,2-dichlorobenzene)을 이용하는 것일 수 있다.Removal of the bent nuclear molecule may be performed using 1,2-dichlorobenzene.

본 발명의 일 형태에 따르면, 카이랄 환경을 제공하는 카이랄 나노다공성 템플릿을 제조하기 위한 상향식(bottom-up) 기반의 템플릿 제조방법을 제공한다.According to one aspect of the present invention, a bottom-up based template manufacturing method for manufacturing a chiral nanoporous template providing a chiral environment is provided.

또한, 본 발명은 상향식 자기조립 방식을 통하여 복잡한 제조과정에 없이 비카이랄 물질(분자)로부터 카이랄 나노다공성 템플릿을 제조할 수 있다.In addition, according to the present invention, a chiral nanoporous template can be prepared from an achiral material (molecule) without a complicated manufacturing process through a bottom-up self-assembly method.

또한, 본 발명은 카이랄 나노다공성 템플릿은 카이로옵틱 변조기 및 스위치, 생물학적 센서와 같은 용도로 제공할 수 있다.In addition, the chiral nanoporous template of the present invention can be provided for applications such as chirooptic modulators and switches, and biological sensors.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 카이랄 나노다공성 템플릿의 제조방법의 순서도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 카이랄 나노다공성 템플릿의 제조 공정의 모식도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카이랄 나노다공성 템플릿의 제조공정에서의 각 단면의 SEM이미지 및 모식도를 도시한 것이다.
도 3a은 본 발명의 일 실시예에 따른 상온(RT)에서의 카이랄 나노다공성 템플릿의 제조 공정의 각 단계에서 필름의 전형적인 편광 광학 현미경(POM) 이미지를 도시한 것이다.
도 3b 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 상온(RT)에서의 카이랄 나노다공성 템플릿의 제조 공정의 각 단계에 대하여 3 개의 다른 LC 재료(8CB(Sigma-Aldrich), BYLC 53XX(BaYi Space Co.) 및 MLC-7029(Merck))를 사용하여, stage 3(도 1b 참조)에 재충진 하였을 때의 카이랄 나노다공성 템플릿의 편광 광학 현미경(POM) 이미지를 도시한 것이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 상온(RT)에서의 카이랄 나노다공성 템플릿의 제조 공정의 각 단계에서 단일 도메인(monodomains)에 대해 측정한 전형적인 CD 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 카이랄 나노다공성 템플릿에서 비카이랄 화합물을 재충진한 후의 다양한 방위각(α=0, 30, 60, and 90°)으로 회전시킨 CD 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 카이랄 나노다공성 템플릿에서 비카이랄 화합물을 재충진한 후의 N 상(phase)(at 상온(RT)와 Iso 상(phase)(at 120 ℃)에서의 2 개의 거울상이성질체 도메인에 대한 CD 스펙트럼(도 5의 (a)) 및 상온(RT) 에서의 다양한 전기장 조건 하에서의 2개의 거울상 이성질체에 대한 CD 스펙트럼(도 5의 (b))을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카이랄 나노다공성 템플릿의 기능성(functionality)을 추가로 입증하기 위해, 피로메텐(pyrromethene) 기반 형광 염료(PM580)로 도핑된 비카이랄 N-LC로 재충진한 모식도(도 6의 (a)) 및 원형편광 강도 차이(circular intensity difference)인 I left - I right(도 6의 (b))를 도시한 것이다.
도 7의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 카이랄 나노다공성 템플릿에서 비카이랄 화합물을 재충진한 N 상(phase)과 Iso 상(phase)에 대응하는 카이랄 도메인의 각각의 |I left - I right| 스펙트럼을 도시한 것이며, 도 7의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 카이랄 나노다공성 템플릿에서 비카이랄 화합물을 재충진한 상온(RT)에서의 다양한 전기장 조건 하에 도메인의 |I left - I right| 스펙트럼을 도시한 것이다.
1A is a flowchart of a method for manufacturing a chiral nanoporous template according to an embodiment of the present invention.
Figure 1b shows a schematic diagram of a manufacturing process of a chiral nanoporous template according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows SEM images and schematic diagrams of each cross section in the manufacturing process of a chiral nanoporous template according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3A shows typical Polarized Optical Microscopy (POM) images of a film at each stage of a fabrication process of a chiral nanoporous template at room temperature (RT) according to an embodiment of the present invention.
3b to 3d show three different LC materials (8CB (Sigma-Aldrich), BYLC 53XX (BaYi) for each step of the manufacturing process of the chiral nanoporous template at room temperature (RT) according to an embodiment of the present invention. Space Co.) and MLC-7029 (Merck)), polarized optical microscopy (POM) images of the chiral nanoporous template when refilled to stage 3 (see Fig. 1b) are shown.
Figure 4a shows typical CD spectra measured for single domains (monodomains) at each step of the fabrication process of a chiral nanoporous template at room temperature (RT) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4B shows CD spectra rotated at various azimuth angles (α=0, 30, 60, and 90°) after refilling the chiral nanoporous template with an achiral compound according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 shows two images in the N phase (at room temperature (RT) and Iso phase (at 120 ° C) after refilling the achiral compound in the chiral nanoporous template according to an embodiment of the present invention). CD spectra for two enantiomeric domains (FIG. 5(a)) and CD spectra for two enantiomers under various electric field conditions at room temperature (RT) (FIG. 5(b)) are shown.
Figure 6 is a chiral nanoporous template refilled with achiral N-LC doped with pyrromethene-based fluorescent dye (PM580) to further demonstrate the functionality of the chiral nanoporous template according to an embodiment of the present invention. A schematic diagram (Fig. 6 (a)) and a circular polarization intensity difference ( I left - I right (Fig. 6 (b))) are shown.
Figure 7 (a) shows the chiral domains corresponding to the N phase and the Iso phase refilled with the achiral compound in the chiral nanoporous template according to an embodiment of the present invention. I left - I right | 7(b) shows the domain | I left - I right | shows the spectrum.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" means that a stated component, step, operation, and/or element is present in the presence of one or more other components, steps, operations, and/or elements. or do not rule out additions.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "측면", "예시" 등은 기술된 임의의 양상(aspect) 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다.As used herein, “embodiments,” “examples,” “aspects,” “examples,” and the like should not be construed as indicating that any aspect or design described is preferred or advantageous over other aspects or designs. It is not.

아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.The terms used in the description below have been selected as general and universal in the related technical field, but there may be other terms depending on the development and / or change of technology, convention, preference of technicians, etc. Therefore, terms used in the following description should not be understood as limiting technical ideas, but should be understood as exemplary terms for describing the embodiments.

또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.In addition, in certain cases, there are also terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, their meanings will be described in detail in the corresponding description section. Therefore, terms used in the following description should be understood based on the meaning of the term and the contents throughout the specification, not simply the name of the term.

한편, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의하여 한정되지 않는다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Meanwhile, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. Terms are used only to distinguish one component from another.

또한, 막, 층, 영역, 구성 요청 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 층, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.In addition, when a part of a film, layer, region, composition request, etc. is said to be "on" or "on" another part, not only if it is directly above the other part, but also if there is another film, layer, region, or component in the middle thereof. The case where the etc. are interposed is also included.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used in a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless explicitly specifically defined.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Meanwhile, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, the terminology used in this specification is a term used to appropriately express the embodiment of the present invention, which may vary according to the intention of a user or operator or customs in the field to which the present invention belongs. Therefore, definitions of these terms will have to be made based on the content throughout this specification.

본 발명의 일 형태에 따른 반응성 메조겐 화합물(Reactive Mesogen Compound; RMC)로 구성되는 고분자 네트워크 구조체; 및 상기 고분자 네트워크 구조체 상에 형성된 복수 개의 나노포어(nanopore)를 포함한다.A polymer network structure composed of a reactive mesogen compound (RMC) according to one embodiment of the present invention; and a plurality of nanopores formed on the polymer network structure.

상기 반응성 메조겐 화합물은 광반응성 네마틱 액정(N-LC) 화합물일 수 있으며, 상기 반응성 메조겐 화합물은 네마틱 액정(N-LC)와 반응성 단량체(Reactive Monomer)로 구성될 수 있다. The reactive mesogen compound may be a photoreactive nematic liquid crystal (N-LC) compound, and the reactive mesogen compound may be composed of a nematic liquid crystal (N-LC) and a reactive monomer.

상기 네마틱 액정(N-LC)는 막대형(rod-like) 네마틱 액정(N-LC) 화합물일 수 있으며, 상기 네마틱 액정(N-LC)는 4-cyano-4'-pentylbiphenyl(5CB), 4-n-octyl-4'-cyanobiphenyl(8CB), BYLC53XX(from BaYi Space Co.) 또는 MLC-7029(from Merck)일 수 있다.The nematic liquid crystal (N-LC) may be a rod-like nematic liquid crystal (N-LC) compound, and the nematic liquid crystal (N-LC) is 4-cyano-4'-pentylbiphenyl (5CB ), 4-n-octyl-4'-cyanobiphenyl (8CB), BYLC53XX (from BaYi Space Co.) or MLC-7029 (from Merck).

상기 반응성 단량체는 2-methyl-1,4-phenylene bis(4-(((4-(acryloyl oxy)butoxy)carbonyl)oxy)benzoate)일 수 있다.The reactive monomer may be 2-methyl-1,4-phenylene bis(4-(((4-(acryloyl oxy)butoxy)carbonyl)oxy)benzoate).

상기 카이랄 나노다공성 템플릿은 역 나선형 나노필라멘트 구조(invers helical nanofilament structure)를 갖는 것일 수 있다.The chiral nanoporous template may have an inverse helical nanofilament structure.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 카이랄 나노다공성 템플릿의 제조방법의 순서도이다.1A is a flowchart of a method for manufacturing a chiral nanoporous template according to an embodiment of the present invention.

도 1a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카이랄 나노다공성 템플릿의 제조방법은 굽은 핵(Bent-Core; BC) 분자, 반응성 메조겐 화합물(RMC) 및 광개시제를 포함하는 전구체 혼합물을 제조하는 단계(S110); 상기 전구체 혼합물을 광경화(photo-curing)시켜 템플릿을 제조하는 단계(S120); 상기 템플릿 상의 상기 굽은 핵 분자를 제거하는 단계(S130); 및 상기 템플릿을 건조하는 단계(S140)를 포함한다.Referring to FIG. 1A, a method for preparing a chiral nanoporous template according to an embodiment of the present invention prepares a precursor mixture including bent-core (BC) molecules, a reactive mesogenic compound (RMC), and a photoinitiator. Step (S110); preparing a template by photo-curing the precursor mixture (S120); removing the bent nuclear molecule on the template (S130); and drying the template (S140).

S110은 광경화를 통하여 템플릿을 제조하기 위한 재료로서 전구체 혼합물을 제조하는 단계이며, 상기 전구체 혼합물은 굽은 핵(BC) 분자, 반응성 메조겐 화합물(RMC) 및 광개시제를 포함하며, 보다 구체적으로 굽은 핵 분자와 반응성 메조겐 화합물의 이성분계 혼합물(binary mixture)을 기반으로 하며, 상기 이성분계 혼합물에 광개시제를 소량 포함하는 것일 수 있다.S110 is a step of preparing a precursor mixture as a material for preparing a template through photocuring, wherein the precursor mixture includes a bent nucleus (BC) molecule, a reactive mesogenic compound (RMC) and a photoinitiator, and more specifically, a bent nucleus It is based on a binary mixture of molecules and a reactive mesogen compound, and may include a small amount of a photoinitiator in the binary mixture.

상기 굽은 핵 분자는 나노분열 상(phase)으로 나선형 나노필라멘트(helical nanofilament) 상(B4 상)을 가지는 것일 수 있으며, 상기 굽은 핵 분자는 1,3-phenylene bis[4-(4-eptyloxyphenyliminomethyl)-benzoate]일 수 있다. 상기 굽은-핵 분자의 나선 나노필라멘트 네트워크(helical nanofilamental network)는 3차원 주형으로 활용되었고, 따라서 최종 산물인 카이랄 나노다공성 템플릿은 역 나선 나노필라멘트(또는 '역 나노나선') 구조(inverse helical nanofilament structure)를 포함한다.The bent nuclear molecule may have a helical nanofilament phase (B4 phase) as a nanofission phase, and the bent nuclear molecule may be 1,3-phenylene bis[4-(4-eptyloxyphenyliminomethyl)- benzoate]. The helical nanofilamental network of the bent-nuclear molecule was utilized as a three-dimensional template, and thus the final product, a chiral nanoporous template, had an inverse helical nanofilament (or 'inverse nanohelix') structure (inverse helical nanofilament). structure).

상기 반응성 메조겐 화합물은 광반응성 네마틱 액정(N-LC) 화합물로서, 상기 반응성 메조겐 화합물은 네마틱 액정(N-LC)와 반응성 단량체(Reactive Monomer)로 구성될 수 있다. The reactive mesogen compound is a photoreactive nematic liquid crystal (N-LC) compound, and the reactive mesogen compound may be composed of a nematic liquid crystal (N-LC) and a reactive monomer.

상기 네마틱 액정(N-LC)는 막대형(rod-like) 네마틱 액정(N-LC) 화합물일 수 있으며, 상기 네마틱 액정(N-LC)는 4-cyano-4'-pentylbiphenyl(5CB), 4-n-octyl-4'-cyanobiphenyl(8CB), BYLC53XX(from BaYi Space Co.) 또는 MLC-7029(from Merck)일 수 있다.The nematic liquid crystal (N-LC) may be a rod-like nematic liquid crystal (N-LC) compound, and the nematic liquid crystal (N-LC) is 4-cyano-4'-pentylbiphenyl (5CB ), 4-n-octyl-4'-cyanobiphenyl (8CB), BYLC53XX (from BaYi Space Co.) or MLC-7029 (from Merck).

상기 반응성 단량체는 2-methyl-1,4-phenylene bis(4-(((4-(acryloyl oxy)butoxy)carbonyl)oxy)benzoate)일 수 있다.The reactive monomer may be 2-methyl-1,4-phenylene bis(4-(((4-(acryloyl oxy)butoxy)carbonyl)oxy)benzoate).

상기 광개시제는 DMPAP(2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone)일 수 있다.The photoinitiator may be 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone (DMPAP).

상기 광개시제는 상기 전구체 혼합물에서 0.5 내지 1 wt%로 포함되는 것일 수 있다.The photoinitiator may be included in an amount of 0.5 to 1 wt% in the precursor mixture.

S120은 상기 전구체 혼합물로부터 템플릿을 제조하기 위한 단계이며, 상기 전구체 혼합물에 대하여 UV 광을 이용한 광경화 처리를 통하여 템플릿을 형성하는 것일 수 있으며, 상기 템플릿은 필름(film)의 형태일 수 있다.S120 is a step for preparing a template from the precursor mixture, and the template may be formed through photocuring using UV light on the precursor mixture, and the template may be in the form of a film.

S120은 상기 전구체 혼합물은 상판 및 하판 글래스(Glass)로 이루어진 셀(cell)에 충진하여 광경화를 수행하는 것일 수 있으며, 상기 셀의 상판 글래스와 하판 글래스의 간격은 1 ~ 10 ㎛ 일 수 있다.In S120, the precursor mixture may be filled in a cell made of upper and lower glass to perform photocuring, and the distance between the upper and lower glass of the cell may be 1 to 10 μm.

S120에서의 상기 광경화 처리 온도는 전구체 혼합물의 상(phase) 분리가 구현되는 온도 범위에서 수행하는 것일 수 있으며, 보다 구체적으로는, 상기 광경화는 80 내지 120 ℃에서 수행하는 것일 수 있으며, 바람직하게 100 ℃에서 수행하는 것일 수 있다. 상기 광경화의 수행 온도 범위는 상기 전구체 혼합물의 나노분열 상 <HNF/N>의 온도 범위가 80 ~ 120 ℃에서 확인됨에 따라, 80 내지 120 ℃, 보다 바람직하게는 100 ℃에서 광경화가 수행되는 것이다.The photocuring temperature in S120 may be performed in a temperature range in which phase separation of the precursor mixture is implemented, and more specifically, the photocuring may be performed at 80 to 120 ° C., preferably It may be carried out at 100 ° C. The photo-curing temperature range is 80 to 120 ° C., more preferably 100 ° C. .

S130은 광경화되어 제조된 템플릿 상에 존재하는 미중합 물질을 제거하는 단계이며, 보다 구체적으로는 템블릿의 제조과정에서 광중합 반응에 참여하지 않는 상기 굽은 핵 분자를 제거하는 단계이다.S130 is a step of removing an unpolymerized material present on the photocured and manufactured template, and more specifically, a step of removing the bent nuclear molecules that do not participate in the photopolymerization reaction during the manufacturing process of the template.

상기 굽은 핵 분자는 템블릿 상에서 광중합 반응에 참여하지 않고, 템플릿 상에 일정한 공간(nanospcace)을 차지하고 있으며, 상기 굽은 핵 분자를 제거함으로써 상기 굽은 핵 분자가 차지하고 있던 공간을 통하여 템플릿 상의 고분자 네트워크(polymer network)로서의 나노포어(nanopore)를 형성한다.The bent nucleus molecules do not participate in the photopolymerization reaction on the template and occupy a certain space (nanospcace) on the template, and by removing the bent nucleus molecules, the polymer network (polymer network) on the template is It forms nanopores as a network.

상기 굽은 핵 분자는 광중합 과정에서 HNF 상(phase)으로 상변이 하게 되며, 상기 굽은 핵 분자가 제거되어 형성되는 나노포어(nanopore)는 역 HNF 구조를 가지는 것으로, HNF인 카이랄 초분자 구조체로부터 유도되는 신규한 카이랄 초분자 구조체(polymer network)가 형성된다.The bent nuclear molecule is phase-transformed into an HNF phase during photopolymerization, and the nanopore formed by removing the bent nuclear molecule has an inverse HNF structure, which is derived from a chiral supramolecular structure that is HNF. A novel chiral supramolecular polymer network is formed.

상기 굽은 핵 분자의 제거는 상기 굽은 핵 분자를 용해시키는 유기 용매를 이용하는 것일 수 있으며, 상기 유기 용매는 1,2-디클로로벤젠(1,2-dichlorobenzene)을 이용하는 것일 수 있다.Removal of the bent core molecules may be performed using an organic solvent that dissolves the bent core molecules, and the organic solvent may be 1,2-dichlorobenzene.

S140는 상기 굽은 핵 분자를 제거한 템플릿을 건조시킴으로써 최종 산물인 카이랄 나노다공성 템플릿을 제공하는 단계이며, 이때, 제공되는 상기 카이랄 나노다공성 템플릿은 나노다공성 필름(film)의 형태일 수 있다.S140 is a step of providing a chiral nanoporous template as a final product by drying the template from which the bent nuclear molecules are removed. At this time, the provided chiral nanoporous template may be in the form of a nanoporous film.

S140는 보다 구체적으로, 24 시간(h) 동안 상온(25 ℃)에서 건조함으로써 잔여 용매를 완전히 증발시켜 제거하는 것일 수 있다.More specifically, S140 may be to completely evaporate and remove residual solvent by drying at room temperature (25 ° C.) for 24 hours (h).

보다 상세하게, 본 발명의 카이랄 나노다공성 템플릿의 제조방법의 경우,More specifically, in the case of the manufacturing method of the chiral nanoporous template of the present invention,

나노 분리된 막대형(rod-like) N-LC을 광중합가능한 반응성 메조겐(photopolymerizable reactive mesogen)으로 합성하여 BC 분자와 광중합하였다. 광중합 후 제조된 템플릿으로부터 HNF 상(phase)의 BC 분자는 제거되었으며, 이로 인하여 "역 HNF(inverse HNF)"를 갖는 고분자 네크워크(polymer network)만이 템플릿 상에 잔류한다. 이러한 역 HNF 구조를 갖는 나노다공성 필름(nanoporous film)(나노다공성 템플릿)은 카이랄성을 기억하고 전달하는 능력을 가지고 있으며, 이는 카이로옵틱 적용에 유용할 수 있다. 이러한 나노다공성 템플릿의 역 HNF 구조에 비카이랄 N-LC가 충진되었을 때, 명확하고 강한 원편광 이색성(Circular Dichroism; CD)이 나타났다. 충진된 N-LC의 자극-감응성(stimuli-responsive nature)으로 인하여, CD 신호는 전기장 또는 열을 적용하여 쉽게 변조할 수 있다. 이는 "washout-refill method"에 따른 것이며, 콜레스테릭(cholesteric) LC 또는 블루상(bluephase) LC로부터 조형된(templated) 자극 가변성(stimuli-tunable) 고분자 기반의 광 결정 구조를 구현하기 위한 것이다.The nano-separated rod-like N-LC was synthesized as a photopolymerizable reactive mesogen and photopolymerized with BC molecules. BC molecules of the HNF phase are removed from the prepared template after photopolymerization, and thus only a polymer network having "inverse HNF" remains on the template. A nanoporous film (nanoporous template) with such an inverted HNF structure has the ability to memorize and transfer chirality, which could be useful for chirooptic applications. When the inverse HNF structure of these nanoporous templates was filled with achiral N-LC, a clear and strong circular dichroism (CD) appeared. Due to the stimulus-responsive nature of the filled N-LC, the CD signal can be easily modulated by applying an electric field or heat. This is according to the “washout-refill method” and is intended to implement a photonic crystal structure based on a stimulus-tunable polymer templated from cholesteric LC or bluephase LC.

또한, 나노다공성 템플릿 상의 역 HNF 구조에 형광 염료를 도핑한 비카이랄 N-LC를 충진함으로써, CPL를 구현할 수 있다. CPL 강도(intensity)는 CD 신호와 유사한 외부 자극에 의해 변조될 수도 있다. 그러한 카이로옵틱 특성은 비카이랄 분자로만 구성된 계(system)에서 구현되었다. 또한, 상향식(bottom-up) 자기조립 방법론을 통하여 비카이랄 분자로부터 획득되는 카이랄 템플릿(chiral template)는 복잡한 제작공정을 요하지 않는다.In addition, CPL can be implemented by filling the inverse HNF structure on the nanoporous template with achiral N-LC doped with a fluorescent dye. CPL intensity may be modulated by an external stimulus similar to a CD signal. Such chirooptic properties were realized in a system composed of only achiral molecules. In addition, a chiral template obtained from achiral molecules through a bottom-up self-assembly methodology does not require a complicated fabrication process.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are intended to explain the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited by these examples.

준비예. 카이랄성 나노다공성 템플릿(template) 합성 재료ready yes. Chiral nanoporous template composite materials

본 발명에서의 템플릿의 제작에 이용된 혼합물은 BC(bent-core)분자(P7: 1,3-phenylene bis[4-(4-eptyloxyphenyliminomethyl)-benzoate])와 반응성 메조겐 화합물(reactive mesogen compound; RMC)로 구성된다.The mixture used for preparing the template in the present invention is a bent-core (BC) molecule (P7: 1,3-phenylene bis[4-(4-eptyloxyphenyliminomethyl)-benzoate]) and a reactive mesogen compound; RMC).

BC분자(P7)은 Kumazawa et al.(Important Role Played by Interlayer Steric Interactions for the Emergence of the Ferroelectric Phase in Bent-Core Mesogens. J. Mater. Chem. 2004, 14, 157-164.)에 따른 방법으로 합성되었다.BC molecule (P7) is a method according to Kumazawa et al. (Important Role Played by Interlayer Steric Interactions for the Emergence of the Ferroelectric Phase in Bent-Core Mesogens. J. Mater. Chem. 2004, 14, 157-164.) synthesized

RMC는 N-LC(nematic liquid crystal)(5CB: 4-cyano-4'-pentylbipenyl) 및 반응성 단량체(LC242: 2-methyl-1,4-phenylene bis(4-(((4-(acryloyl oxy)butoxy)carbonyl)oxy)benzoate))로 구성된다.RMC is a nematic liquid crystal (N-LC) (5CB: 4-cyano-4'-pentylbipenyl) and a reactive monomer (LC242: 2-methyl-1,4-phenylene bis(4-(((4-(acryloyl oxy) It is composed of butoxy)carbonyl)oxy)benzoate)).

혼합물은 광개시제(photoinitiator)(DMPAP: 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone)를 더 포함한다.The mixture further includes a photoinitiator (DMPAP: 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone).

LC242는 BASF에서, 5CB와 DMPAP는 Sigma-Aldrich에서 구입하였다.LC242 was purchased from BASF, and 5CB and DMPAP were purchased from Sigma-Aldrich.

본 발명에서의 혼합물의 혼합 비율은 하기 표 1과 같다. The mixing ratio of the mixture in the present invention is shown in Table 1 below.

혼합물mixture P7P7 RMCRMC
(LC242:5CB=67 wt%:33 wt%)(LC242:5CB=67 wt%:33 wt%)
DMPAPDMPAP
혼합비(wt%)Mixing ratio (wt%) 49.549.5 49.549.5 1One

P7과 RMC는 클로로포름(chloroform)에 함께 용해되었고 초음파처리(sonication)을 통해 혼합된다. 이후, 용매(클로로포름)를 제거하기 위하여, 가열하여 건조하였다. 냉각시 순수한(neat) P7과 RMC의 상의 순서는 각각 Iso-(170 ℃)-B2-(154 ℃)-B7-(144 ℃)-HNF(helical nanofilament)과 Iso-(120 ℃)-N-(80 ℃)-Cryst이다.P7 and RMC were dissolved together in chloroform and mixed through sonication. Then, in order to remove the solvent (chloroform), it was heated and dried. Upon cooling, the order of the phases of neat P7 and RMC is Iso-(170 °C)-B2-(154 °C)-B7-(144 °C)-HNF (helical nanofilament) and Iso-(120 °C)-N-, respectively. (80 ℃) -Cryst.

템플릿의 나노포어(nanopores)를 충진하기 위하여, 비카이랄성 혼합물의 N-LC(HTW109100-100, HCCH)을 이용하였으며. 냉각 시 상의 순서는 Iso-(120 ℃)-N-(-40 ℃)-Cryst였다. 또한, 3 개의 다른 LC 재료(8CB(Sigma-Aldrich), BYLC 53XX (BaYi Space Co.) 및 MLC-7029(Merck))가 나노다공성(nanoporous) 필름에 충진되었다. 이 중 MLC-7029는 음의 유전율 이등방성(negative dielectric anisotropy)을 가지고 있다.To fill the nanopores of the template, an achiral mixture of N-LC (HTW109100-100, HCCH) was used. The sequence of phases upon cooling was Iso-(120 °C)-N-(-40 °C)-Cryst. In addition, three other LC materials (8CB (Sigma-Aldrich), BYLC 53XX (BaYi Space Co.) and MLC-7029 (Merck)) were filled into the nanoporous film. Among them, MLC-7029 has negative dielectric anisotropy.

CPL(Circular Polarizer) 실험을 위한 발광성(emissive) N-LC 혼합물은 560~580 nm에서 발광 피크(emission peak)를 가지는 피로메텐(pyrromethene)-기반 형광 염료(PM580: [[(4-butyl-3,5-dimethyl-1H-pyrrol-2-yl)(4-butyl-3,5-dimethyl-2H-pyrrol-2-ylidene)methyl]-methane](difluoroborane)) 0.5 wt%로 도핑되었다. PM580은 Exciton에서 구입하였다.The emissive N-LC mixture for Circular Polarizer (CPL) experiments is a pyrromethene-based fluorescent dye (PM580: [[(4-butyl-3 ,5-dimethyl-1H-pyrrol-2-yl)(4-butyl-3,5-dimethyl-2H-pyrrol-2-ylidene)methyl]-methane](difluoroborane)) was doped with 0.5 wt %. The PM580 was purchased from Exciton.

P7의 화학구조식은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.The chemical structure of P7 may be represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112021006496912-pat00001
Figure 112021006496912-pat00001

LC242의 화학구조식은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.The chemical structure of LC242 may be represented by Formula 2 below.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112021006496912-pat00002
Figure 112021006496912-pat00002

5CB의 화학구조식은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.The chemical structure of 5CB may be represented by Formula 3 below.

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112021006496912-pat00003
Figure 112021006496912-pat00003

PM580의 화학구조식은 하기 화학식 4로 표시될 수 있다.The chemical structure of PM580 may be represented by Formula 4 below.

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112021006496912-pat00004
Figure 112021006496912-pat00004

제조예. 카이랄성 나노다공성 템플릿(Chiral Nanoporous Template)의 제조manufacturing example. Preparation of Chiral Nanoporous Templates

BC 분자(P7)와 상기 준비예의 RMC(CB5 + LC242)를 혼합한 이성분계 혼합물(binary mixture)을 제조하며, 이때, 이성분계 혼합물에 광개시제(photoinitiator)로서 DMPAP를 첨가하여 전구체 혼합물을 제조하며, 전구체 혼합물의 혼합비는 상기 표 1의 혼합비와 동일하다. P7과 RMC(CB5 + LC242)는 클로로포름(chloroform)에 함께 용해되었고 초음파처리(sonication)을 통해 혼합된다. 이후, 용매(클로로포름)를 제거하기 위하여, 가열하여 건조하였다.A binary mixture is prepared by mixing the BC molecule (P7) and the RMC (CB5 + LC242) of the above preparation. At this time, DMPAP is added as a photoinitiator to the binary mixture to prepare a precursor mixture, The mixing ratio of the precursor mixture is the same as the mixing ratio in Table 1 above. P7 and RMC (CB5 + LC242) were dissolved together in chloroform and mixed through sonication. Then, in order to remove the solvent (chloroform), it was heated and dried.

광경화(photocuring) 이전의 전구체 혼합물 내 이성분계 혼합물의 나노분리된 상(nanosegregated phase)의 순서는 Iso-(140 ℃)-<HNF/Iso>-(120 ℃)-<HNF/N>-(80 ℃)-<HNF/Cryst>이다. P7과 RMC로 구성된 이성분계 혼합물의 나노분열 상(nanosegregated phases)을 설명하기 위해, P7과 RMC로 구성된 이성분계 혼합물의 표기법(notation)으로 <phase of P7(BC molecule)/phase of RMC(rod-like molecule)>을 사용하며, 예를 들어, <HNF/N>은 P7이 HNF 상(phase)에 위치하는 반면, RMC는 N 상(phase)에 위치함을 나타낸다.The sequence of nanosegregated phases of the binary mixture in the precursor mixture prior to photocuring is Iso-(140 °C)-<HNF/Iso>-(120 °C)-<HNF/N>-( 80 °C) - <HNF/Cryst>. To describe the nanosegregated phases of the binary mixture composed of P7 and RMC, the notation for the binary mixture composed of P7 and RMC is <phase of P7(BC molecule)/phase of RMC(rod- like molecule)>, for example, <HNF/N> indicates that P7 is located in the HNF phase, while RMC is located in the N phase.

표면처리 없이 2개의 평행한 슬라이드 석영(quartz) 기판으로 구성된 2 ㎛의 간격를 갖는 LC(Liquid crystal) 셀(cell)을 제작하며, LC 셀은 근자외선(near-ultraviolet(UV)) 영역에서 흡수되지 않고, 형광이 존재하지 않는 것이다. A liquid crystal (LC) cell with a gap of 2 μm composed of two parallel slide quartz substrates without surface treatment is fabricated, and the LC cell is not absorbed in the near-ultraviolet (UV) region. and no fluorescence is present.

LC 셀은 P7과 RMC를 포함하는 전구체 혼합물을 충진시킨다. LC 셀(샘플)에 충진된 이성분계 혼합물을 100 ℃에서, 저압 수은 램프(lowpressure mercury lamp)(254nm, 30mW/cm2)의 UV 광(light)을 사용하여 혼합물을 10 분(min) 동안 조사하여 광경화를 수행하여 템플릿을 제작한다. 전구체 혼합물 내 이성분계 혼합물의 나노분열 상 <HNF/N>의 온도 범위가 80 ~ 120 ℃에서 확인됨에 따라, 100 ℃에서 광경화가 수행되는 것이다.The LC cell is filled with a precursor mixture containing P7 and RMC. The two-component mixture filled in the LC cell (sample) was irradiated at 100 °C for 10 minutes (min) using UV light from a low pressure mercury lamp (254 nm, 30 mW/cm 2 ). Then, photocuring is performed to produce a template. As the temperature range of <HNF/N> of the nano-fragmented phase of the binary mixture in the precursor mixture was confirmed at 80 to 120 °C, photocuring was performed at 100 °C.

LC 셀을 150 ℃에서 24 시간(h) 동안 1,2-디클로로벤젠(1,2-dichlorobenzene)(순도 99%)에 침지하여 P7와 잔류 미중합(unpolymerized) RMC를 제거하기 위해 광경화된 템플릿을 세척하였다. 이때, 유기 용매인 1,2-디클로로벤젠(1,2-dichlorobenzene)(순도 99%)은 높은 비등점(boiling point) 온도와 BC 분자(P7)의 선택적 용해(selective dissolvability)을 위해 사용되었으며, 광경화된 구조는 최대 150 ℃의 온도까지 견딜 수 있다. Photocured template to remove P7 and residual unpolymerized RMC by immersing the LC cell in 1,2-dichlorobenzene (purity 99%) at 150 °C for 24 h (h). was washed. At this time, the organic solvent 1,2-dichlorobenzene (purity 99%) was used for its high boiling point temperature and selective dissolvability of the BC molecule (P7). The laminated structure can withstand temperatures of up to 150 °C.

이후, 24 시간(h) 동안 상온(25 ℃)에서 건조함으로써 LC 셀의 잔여 용매를 완전히 증발시켰다.Thereafter, the remaining solvent in the LC cell was completely evaporated by drying at room temperature (25 °C) for 24 hours (h).

측정예. 초고분해능 전계 방출형 주사전자현미경(UHR-FE-SEM; Ultra High Resolution Field Emission Scanning Electron Microscope) 관찰measurement example. Ultra High Resolution Field Emission Scanning Electron Microscope (UHR-FE-SEM) observation

HNF의 제거 이전(before)과 이후(after)의 카이랄 나노다공성 템플릿의 나노스코픽 모폴로지(nanoscopic morphology)을 확인하기 위해 UHR FE-SEM(S-5500, Hitachi) 관찰을 수행했다. 샘플의 내부 구조를 확인하기 위해 샘플 LC 셀을 분해한 다음, 얇은(~5 nm)의 오스뮴(osmium) 층을 노출된 표면 상에 스퍼터링 하였다.UHR FE-SEM (S-5500, Hitachi) observations were performed to confirm the nanoscopic morphology of the chiral nanoporous template before and after removal of HNF. To check the internal structure of the sample, the sample LC cell was disassembled and then a thin (~5 nm) layer of osmium was sputtered on the exposed surface.

측정예. POM(Polarized optical microscopy) 관찰measurement example. Polarized optical microscopy (POM) observation

POM 분석은 편광 광학 현미경(polarized optical microscope)(OPTIPHOT-POL, Nikon)을 사용하여 수행되었고, 이미지(images)는 투 선형 편광기(linear polarizers)가 있는 카메라를 사용하여 투과 모드로 기록되었다.POM analysis was performed using a polarized optical microscope (OPTIPHOT-POL, Nikon) and images were recorded in transmission mode using a camera with two linear polarizers.

측정예. 원편광 이색성(Circular Dichroism, CD) 측정measurement example. Circular Dichroism (CD) measurement

고체 CD 스펙트럼(solid CD spectra)은 J-720WI 편광분광계(spectropolarimeter)(Jasco))에 내장된 마이크로스폿(microspot) CD 장치를 사용하여 서로 다른 전기장 강도(electric field intensities) 및 온도에서의 카이랄 도메인(chiral domains)으로부터 수집되었다. 작은 카이랄 도메인의 CD 신호를 측정하기 위해 CD 분광계에 초점 감소 광학계(focal-reducing optics)를 설치하였다. 일반적인 빔 직경(beam diameter)은 카이랄 도메인 보다 작은 것으로, 10 ㎛ 보다 작다. CD 측정에 사용된 석영(quartz) LC 셀의 두께는 2 ㎛ 미만이다.Solid CD spectra were obtained in the chiral domain at different electric field intensities and temperatures using the microspot CD device built into the J-720WI spectropolarimeter (Jasco). (chiral domains). To measure the CD signals of small chiral domains, focal-reducing optics were installed in the CD spectrometer. Typical beam diameters are smaller than chiral domains, less than 10 μm. The thickness of the quartz LC cell used for CD measurements is less than 2 μm.

측정예. CPL(circulary polarized light) 측정measurement example. Measuring circularly polarized light (CPL)

단일 도메인(monodomains)을 사용한 CPL 측정을 위해 주문제작한 장치를 설치하였다. LDLS 시스템(EQ-99X, Energyq)의 비극성 백색광(white light)을 사용하였다. 광(light)은 대역통과필터(band-pass filter)(525nm)를 사용하여 단색수차보정된(monochromated) 후 샘플(sample)에 집중적으로 초점을 맞추었다. 방출 출력(emission output)의 편광은 약 50kHz 주파수에서 진동하는 광탄성 변조기(photoelastic modulator; PEM)(PEM-100 I/FS50, HINDS)를 사용하여 변조하였다. 변조된 편광 신호는 선형 편광기(linear polarizer)를 이용하여 강도 변조 신호(intensity-modulated signal)로 변환된 다음 광전 증폭관(photomultiplier tube; PMT)(H6780, Hamamatsu)에 의해 변조된 전류로 감지되었다.A custom-made device was installed for CPL measurements using monodomains. A non-polar white light from an LDLS system (EQ-99X, Energyq) was used. The light was intensively focused on the sample after being monochromated using a band-pass filter (525 nm). The polarization of the emission output was modulated using a photoelastic modulator (PEM) (PEM-100 I/FS50, HINDS) oscillating at a frequency of about 50 kHz. The modulated polarization signal was converted into an intensity-modulated signal using a linear polarizer and then sensed as a modulated current by a photomultiplier tube (PMT) (H6780, Hamamatsu).

이후, PEM의 기준 주파수(reference frequency)를 사용하는 잠금증폭기(lock-in amplifier)(7265, 신호 복구)를 사용하여 변조된 신호의 1f 교류(alternating current; AC) 구성 요소를 분석하였다. 원평광 차(circular differences)(I left - I right)와 (I left + I right)는 각각 변조된 신호의 AC 및 직류(dc) 구성 요소에서 추론되었다. 분광 CPL은 PMT 직전에 설정된 n-line Fastie-Ebert 단색화장치(monochromator)(Edmund Optics)를 사용하여 측정되었다.Then, the 1f alternating current (AC) component of the modulated signal was analyzed using a lock-in amplifier (7265, signal recovery) using the reference frequency of the PEM. Circular differences ( I left - I right ) and ( I left + I right ) were inferred from the AC and DC components of the modulated signal, respectively. Spectroscopic CPL was measured using an n-line Fastie-Ebert monochromator (Edmund Optics) set just before the PMT.

실험예.experimental example.

카이랄 나노다공성 템플릿을 이용한 카이랄 화합물의 합성Synthesis of chiral compounds using chiral nanoporous templates

후술되는 다양한 실험예에서의 측정 단계를 특정하기 위하여, 상술한 제조예에서의 카이랄 나노다공성 템플릿의 제조과정 및 제조된 템플릿에서의 카이랄 화합물을 제조하기 위하여 비카이랄 화합물을 충진하는 과정에 대하여 도 1b를 참조하여 하기에 정리하였다.In order to specify the measurement steps in various experimental examples to be described later, the manufacturing process of the chiral nanoporous template in the above-described manufacturing examples and the process of filling the achiral compound to prepare the chiral compound in the prepared template It is summarized below with reference to FIG. 1B.

도 1b를 참조하면, BC(Bent-Core) 분자 (P7)와 광반응성 N-LC 화합물(RMC)의 이성분계 혼합물에 소량의 광개시제(photoinitiator)를 첨가하였다. 상기 혼합물은 2개의 평행한 슬라이드 석영(quartz)으로 구성된 LC 셀(cell)에 도입하며, 이때의 LC 셀은 근자외선(near-ultraviolet(UV)) 영역에서 흡수되지 않고, 형광이 존재하지 않는 것이다.Referring to FIG. 1B, a small amount of photoinitiator was added to the two-component mixture of BC (Bent-Core) molecule (P7) and photoreactive N-LC compound (RMC). The mixture is introduced into an LC cell composed of two parallel slides of quartz. At this time, the LC cell is not absorbed in the near-ultraviolet (UV) region and does not emit fluorescence. .

RMC는 막대형 광반응성 메조겐(rod-like photoreactive mesogen)(LC242, 50 wt %)과 네마토겐(nematogen)(5CB, 50 wt %)으로 구성되어 있다. 순수한 LC242는 점성이 매우 강하여 HNF 상(phase)으로부터 전혀 분리되지 않으므로, 5CB로 희석하였다. RMC is composed of a rod-like photoreactive mesogen (LC242, 50 wt %) and a nematogen (5CB, 50 wt %). Pure LC242 was very viscous and did not separate at all from the HNF phase, so it was diluted with 5CB.

LC 셀 내에 충진된 이성분계 혼합물의 나노분열(nanosegregation)이 발생하는 온도 범위(80 ~ 120 ℃)(BC는 HNF 상(phase), RMC는 N 상(phase))에 걸쳐 UV 광(UV light)을 이용한 광경화를 통하여 템플릿을 제조한다. 이러한 절차는 stage 1(도 1b 참조)이라 한다.UV light over the temperature range (80 ~ 120 ℃) where nanosegregation of the binary mixture filled in the LC cell occurs (BC is HNF phase, RMC is N phase) A template is prepared through photocuring using This procedure is referred to as stage 1 (see FIG. 1B).

그 후, 템플릿은 BC 분자와 잔류 비중합 RMC를 용해하기 위해 증가시킨 온도 150 ℃에서 유기 용매(1,2-디클로로벤젠(1,2-dichlorobenzene))에 담겨졌다. 이후, 상온(RT)에서 잔류 용매를 제거하였다(stage 2(도 1b 참조)). Then, the template was immersed in an organic solvent (1,2-dichlorobenzene) at an elevated temperature of 150 °C to dissolve BC molecules and residual unpolymerized RMC. Thereafter, residual solvent was removed at room temperature (RT) (stage 2 (see FIG. 1b)).

최종적으로, 템플릿은 상온(RT)에서 상업적으로 이용 가능한 또 다른 비카이랄 나선형 N-LC(Achiral N-LC)(HTW109100-100, HCH)로 재충진되어 카이랄 화합물을 제조한다(stage 3(도 1b 참조)).Finally, the template is refilled with another commercially available achiral helical N-LC (HTW109100-100, HCH) at room temperature (RT) to prepare a chiral compound (stage 3 (Fig. see 1b)).

측정예. 초고분해능 전계 방출형 주사전자현미경(UHR-FE-SEM; Ultra High Resolution Field Emission Scanning Electron Microscope) 관찰measurement example. Ultra High Resolution Field Emission Scanning Electron Microscope (UHR-FE-SEM) observation

광경화된 상태인 카이랄 나노다공성 템플릿(제조예)의 모폴로지(morphologies)를 관찰하기 위하여 초고분해능 전계방출형 주사전자현미경(ultrahigh-resolution field-emission scanning electron microscopy; UHR FE-SEM)을 이용하여 제조예에서 제조된 카이랄 나노다공성 템플릿의 단면을 관찰하였다.In order to observe the morphologies of the photocured chiral nanoporous template (preparation example), ultrahigh-resolution field-emission scanning electron microscopy (UHR FE-SEM) was used to observe the morphologies. A cross section of the chiral nanoporous template prepared in Preparation Example was observed.

도 2의 (a)는 BC 분자(HNF 상(phase)) 제거 전(stage 1, 도 1b 참조) 및 도 2의 (b)는 BC 분자(HNF 상) 제거 후(stage 2, 도 1b 참조)의 UHR FE-SEM 이미지를 도시하였다.Figure 2 (a) shows BC molecules (HNF phase) before removal (stage 1, see FIG. 1b) and Figure 2 (b) shows BC molecules (HNF phase) after removal (stage 2, see Figure 1b) UHR FE-SEM images of were shown.

도 2의 (a)를 참조하면, stage 1에서는 템플릿 내 공간(space)에 충진된 BC 분자(HNF 상(phase))와 광경화된 합성 고분자가 공존하기기 때문에 거의 균질하고 평평하게 보였다.Referring to (a) of FIG. 2 , in stage 1, the BC molecules (HNF phase) filled in the space within the template and the photocured synthetic polymer coexisted, so it looked almost homogeneous and flat.

반면, 도 2의 (b)를 참조하면, stage 2에서는 현미경 사진(micrograph)에서 나노 크기 공극(Nano-pore)이 선명하게 관찰되는 바 이를 통하여 카이랄 나노다공성 템플렛 상에서 BC 분자(HNF 상(phase))가 세척을 통해 제거되었음을 확인했으며, BC 분자의 제거에 의하여 템플릿 고분자 네트워크(polymer network)만 남아 있다. 고분자 벽이 약간 침식된 것처럼 보였지만, 어떤 곳에서는 뒤틀린 벽이 관측되며 이는 역 HNF 구조의 형성을 의미한다. 이러한 역나선(inverse helix)의 추정 반 피치(half-pitch)는 ~100 nm로 일반적인 HNF 상(phase)과 비교될 수 있다. 나노포어(nanopore) 크기는 고분자 네트워크 내의 간극에서 추정된 수십 ~ 수백 나노미터 직경(diameter)였으며, 이는 또한 BC 계(BC system)의 HNF 상의 일반적인 직경과 일치한다.On the other hand, referring to (b) of FIG. 2, in stage 2, nano-pores are clearly observed in the micrograph, and through this, BC molecules (HNF phase) on the chiral nanoporous template )) was removed through washing, and only the template polymer network remained due to the removal of BC molecules. Although the polymer wall appeared to be slightly eroded, warped walls were observed in some places, indicating the formation of an inverse HNF structure. The estimated half-pitch of this inverse helix is ~100 nm, which can be compared to a typical HNF phase. The nanopore size was tens to hundreds of nanometers in diameter estimated from the interstices in the polymer network, which also coincided with the general diameter of the HNF phase of the BC system.

따라서, 카이랄 나노다공성 템플릿의 모폴로지 카이랄성(morphological chirality)은 도 2의 (c)와 같이 stage 2 단계에서 원래의 HNF 네트워크로부터 복사되어 카이랄 나노다공성 템플릿을 구성하는 고분자(RMC)로 전달된 것을 알 수 있다.Therefore, the morphological chirality of the chiral nanoporous template is transferred from the original HNF network in stage 2 to the polymer (RMC) constituting the chiral nanoporous template, as shown in FIG. 2(c). it can be seen that

측정예. POM(Polarized optical microscopy) 관찰measurement example. Polarized optical microscopy (POM) observation

도 3a은 카이랄 나노다공성 템플릿의 제조 공정의 stage 1, stage 2, stage 3(도 1b 참조)에서 카이랄 나노다공성 템플릿의 상온(RT)에서의 편광 광학 현미경(POM) 이미지를 도시한 것이다.FIG. 3a shows polarized light microscopy (POM) images of the chiral nanoporous template at room temperature (RT) in stage 1, stage 2, and stage 3 (see FIG. 1b) of the manufacturing process of the chiral nanoporous template.

도 3a을 참조하면, stage 1에서 2개의 서로 다른 영역은 편광자(polarizers)를 약간 교차시킴으로써 명확하게 구별될 수 있는 반면, 직교 니콜 조건(crossed-Nicols condition)에 대해 매우 낮은 복굴절(birefringence)의 매우 어두운 시야를 얻었다. 이러한 2개의 영역의 발생비율은 약 50:50이었다.Referring to Fig. 3a, in stage 1, two different regions can be clearly distinguished by slightly crossing the polarizers, while very low birefringence for the crossed-Nicols condition. got dark vision The incidence ratio of these two regions was approximately 50:50.

이는 광학적으로 활성화된 2개의 지역이 서로 상반되는 카이랄성(chirality)을 가진 두 개의 거울상 이성질체 도메인(enantiomeric domain)이라는 것을 알 수 있다.It can be seen that the two optically active regions are two enantiomeric domains with opposite chirality.

비카이랄 BC 분자는 계층 내 기울기(in-layer tilt)를 관통하는 자발적 대칭성(spontaneous symmetry)을 통해 불가피한 카이랄성 퇴화(chirality degeneracy) (i.e., optical segregation)를 보이는 것으로 알려져 있기 때문에, 각 도메인의 카이랄성은 분리 과정에서 초기에 형성된 HNF 핵의 손잡이성(handedness)과 관련이 있는 것으로 고려된다.Since achiral BC molecules are known to exhibit unavoidable chirality degeneracy (i.e., optical segregation) through spontaneous symmetry through in-layer tilt, each domain's Chirality is considered to be related to the handedness of HNF nuclei formed initially during the separation process.

stage 2에서, 2개의 카이랄 도메인은 POM 하에서 거의 구분할 수 없다. 광경화된 합성 고분자의 흡수 밴드(absorption band)가 가시 파장(visible wavelengths)보다 훨씬 짧기 때문에 가시 영역의 광학 회전(visible region)이 너무 작아서 육안으로 인식할 수 없다.In stage 2, the two chiral domains are almost indistinguishable under the POM. Because the absorption band of photocured synthetic polymers is much shorter than the visible wavelengths, the visible region is too small to be perceived by the naked eye.

그러나 stage 3에서는 stage 1와 동일한 광학 활성의 징후로 두 개의 거울상이성질체(enantiomeric) 영역이 재현되었다. stage 3에서 카이로옵틱(chiroptical) 특성은 N-LC로 충진되는 포어(pores) 때문이다. 따라서, 카이랄성은 역 HNF에서 충진된 N-LC로 전달된 것이며, 즉, 나노다공성(nanoporous) 역 HNF 구조를 가진 광경화된 합성 고분자 필름은 카이랄성을 다른 비카이랄 매체(achiral medium)로 전달하는데 사용될 수 있는 카이랄 템플릿(chiral template)으로 작용할 수 있다. 이러한 경향은 N-LC 물질로 나노다공성 필름을 재충진할 때 양성 유전 이등방성(positive dielectric anisotropy) 또는 음성 유전 이등방성(negative dielectric anisotropy) 여부를 불문하고 지속적으로 관찰되었다.However, at stage 3, two enantiomeric regions were reproduced with signs of the same optical activity as stage 1. In stage 3, the chiroptical properties are due to the pores filled with N-LC. Therefore, chirality is transferred from inverse HNF to packed N-LC, i.e., a photocured synthetic polymer film with a nanoporous inverse HNF structure exhibits chirality to another achiral medium. It can act as a chiral template that can be used to transfer. This trend was consistently observed when refilling nanoporous films with N-LC materials, whether for positive or negative dielectric anisotropy.

이와 관련하여, 추가적으로, 3 개의 다른 LC 재료(8CB(Sigma-Aldrich), BYLC 53XX(BaYi Space Co.) 및 MLC-7029(Merck))를 사용하여, stage 3(도 1b 참조)에 재충진 하였을 때의 카이랄 나노다공성 템플릿의 편광 광학 현미경(POM) 이미지를 각각 도 3b(8CB), 도 3c(BYLC 53XX), 도 3d(MLC-7029)에 도시하였다.In this regard, additionally, using three different LC materials (8CB (Sigma-Aldrich), BYLC 53XX (BaYi Space Co.) and MLC-7029 (Merck)), refilling stage 3 (see Fig. 1b) Polarized light microscopy (POM) images of the chiral nanoporous templates as they were were shown in Fig. 3b (8CB), Fig. 3c (BYLC 53XX), and Fig. 3d (MLC-7029), respectively.

실험예. 원편광 이색성(Circular Dichroism, CD) 측정experimental example. Circular Dichroism (CD) measurement

카이로옵틱 특성(chiroptical feature)을 보다 명확히 관찰하기 위하여, 현미경 CD 관찰을 수행하였다. 카이랄 초격자구조(chiral superstructure)의 존재를 확인하기 위해 CD 분광법(CD spectroscopy)을 수행하였다. 따라서, CD 측정에서 정량화된 정보가 아닌 상대적인 정보만 얻으면 된다. 특히, 카이랄 초격자구조가 생성되면 CD 신호가 나타나고, 마찬가지로 카이랄 초격자구조가 없으면 CD 신호가 나타나지 않는다. 도 4a는 stage 1, stage 2, stage 3(도 1b 참조)에서 단일 도메인(monodomains)에 대하여 상온(RT)에서의 측정한 전형적인 CD 스펙트럼을 도시하고 있다.In order to more clearly observe the chiroptical features, microscopic CD observation was performed. CD spectroscopy was performed to confirm the existence of a chiral superstructure. Therefore, only relative information, not quantified information, needs to be obtained from CD measurement. In particular, a CD signal appears when a chiral superlattice structure is generated, and similarly, a CD signal does not appear when a chiral superlattice structure is not present. FIG. 4a shows typical CD spectra measured at room temperature (RT) for monodomains in stage 1, stage 2, and stage 3 (see FIG. 1b).

도 4a를 참조하면, stage 1에서는 CD 스펙트럼에서 2개의 거울상이성질체 도메인과 관련된 거울 반전(mirror inversion)이 확인되었다. 이러한 CD 신호는 주로 HNF 형성시 BC 분자 및 N-LC 분자로 인한 것이다. 이는 stage 2에서 CD 신호가 사라짐으로써 확인되었다. 한편, 더 작지만 모양이 좋은 CD 신호(도 4a 삽도)가 300 내지 350 nm 범위에서 관찰되었으며, 이는 광경화된 고분자의 흡수 파장에 해당한다. 이는 광경화된 고분자가 CD 신호를 생성하는 카이랄 초격자구조의 형태를 가지고 있음을 확인할 수 있다. 즉, HNF 상(phase)의 구조적 카이랄성은 역 HNF의 표면 모폴리지(surface morphology)뿐만 아니라 광경화된 폴리머의 내부 구조에도 성공적으로 전달되었다. 즉, 카이랄성(또는 카이랄 정보)이 나노다공성 필름에서 특정의 비카이랄 N-LC 상(phase)으로 전달되는 동안, 카이랄성이 전달되었을 뿐만 아니라 카이랄성이 증폭되었다. 방위적으로(azimuthally) 셀을 약간만 회전시키면 CD 스펙트럼이 변경되며, 복굴절(birefringence)로 인한 인공물 신호(artifact signals)의 가능성을 제거한다.Referring to FIG. 4a , in stage 1, mirror inversion associated with two enantiomeric domains was confirmed in the CD spectrum. These CD signals are mainly due to BC molecules and N-LC molecules upon HNF formation. This was confirmed by the disappearance of the CD signal in stage 2. On the other hand, a smaller but well-shaped CD signal (Fig. 4a inset) was observed in the range of 300 to 350 nm, which corresponds to the absorption wavelength of the photocured polymer. This confirms that the photocured polymer has a chiral superlattice structure generating a CD signal. That is, the structural chirality of the HNF phase was successfully transferred not only to the surface morphology of inverse HNF but also to the internal structure of the photocured polymer. That is, while chirality (or chiral information) is transferred from the nanoporous film to a specific achiral N-LC phase, chirality is not only transmitted, but also chirality is amplified. A slight rotation of the cell azimuthally alters the CD spectrum, eliminating the possibility of artifact signals due to birefringence.

stage 3에서는 카이랄 나노다공성 필름(카이랄 나노다공성 템플릿)의 카이랄 템플릿 효과로 인해 CD 신호가 다시 나타났다. 특히, stage 3의 CD 강도는 stage 1의 동일한 부호를 가진 값의 경우에 비해 크게 향상된 경향이 있다. 즉, 카이랄 나노다공성 템플릿에서 비카이랄 N-LC 상(phase)으로 카이랄성(또는 카이랄 정보)의 전달뿐만 아니라 더 증폭되었다.In stage 3, the CD signal reappeared due to the chiral templating effect of the chiral nanoporous film (chiral nanoporous template). In particular, the CD intensity of stage 3 tends to be greatly improved compared to the case of values with the same sign of stage 1. That is, transfer of chirality (or chiral information) from the chiral nanoporous template to the achiral N-LC phase was further amplified.

도 4b는 stage 3에서의 다양한 방위각(α=0, 30, 60, and 90°)으로 회전시킨 CD 스펙트럼을 도시한 것이다. 도 4b를 참조하면, 방위각으로 샘플(카이랄 나노다공성 템플릿)을 회전시키면 CD 스펙트럼이 변화되며, 복굴절(birefringence)로 인한 아티팩트 신호(artifact signals)를 제거할 수 있다.Figure 4b shows CD spectra rotated at various azimuth angles (α = 0, 30, 60, and 90°) in stage 3. Referring to FIG. 4B , rotating the sample (chiral nanoporous template) at an azimuthal angle changes the CD spectrum, and artifact signals due to birefringence can be removed.

N-LC 분자로 나노다공성 필름을 재충진하는 경우, 템플릿 고분자(역 HNF, 도 2의 (c))는 넓은 내부 면적을 갖는 다공성 나노 구속 매체(porous nanoconfinement medium)로 작용하는 네트워크를 형성하며, 재충진된 N-LC 분자는 고분자 사이의 나노수준의 빈 공간(nanoscale interstitial volumes)으로 갇히게 된다. 템플릿 고분자(templated polymers) 주변에서 N-LC 분자는 고분자 표면의 영향을 받을 수 있다.When refilling the nanoporous film with N-LC molecules, the template polymer (inverse HNF, Fig. 2(c)) forms a network that acts as a porous nanoconfinement medium with a large internal area, The refilled N-LC molecules are trapped in nanoscale interstitial volumes between polymers. Around templated polymers, N-LC molecules can be affected by the polymer surface.

나노다공성 필름으로부터 재충진된 비카이랄 N-LC 분자로의 카이랄성 전달은 다음과 같이 설명될 수 있다: 재충진된 N-LC 분자가 템플릿 고분자 네트워크의 홈(groove)을 따라 정렬되고 템플릿 고분자 표면(templated polymer surfaces)에 고정된다고 볼 수 있다. N-LC 분자가 서로 평행하고 템플릿 고분자 네트워크의 축에 수직으로 정렬되는 경우, N-LC 분자는 템플릿 고분자 네트워크의 축을 따라 나선형 구조(helicoidal structure)로 조립된다. 즉, 템플릿 고분자 네트워크의 축에 대한 N-LC 분자의 기울기 방향이 템플릿 고분자 네트워크의 축을 중심으로 형성되어 카이랄 초격자구조가 생성된다. 이러한 나선형 구조가 기존의 콜레스테릭(cholesteric) LC의 나선형 구조보다는 다소 뒤틀린 N-LC 구조와 유사한 것으로 볼 수 있다.The chiral transfer from the nanoporous film to the refilled achiral N-LC molecules can be explained as follows: the refilled N-LC molecules are aligned along the grooves of the template polymer network and the template polymer It can be seen that it is fixed to the surface (templated polymer surfaces). When the N-LC molecules are aligned parallel to each other and perpendicular to the axis of the template polymer network, the N-LC molecules assemble into a helicoidal structure along the axis of the template polymer network. That is, the direction of inclination of the N-LC molecules with respect to the axis of the template polymer network is formed around the axis of the template polymer network, thereby generating a chiral superlattice structure. It can be seen that this helical structure is somewhat similar to the distorted N-LC structure rather than the helical structure of conventional cholesteric LC.

또한, N-LC 분자가 나노다공성 필름에 재충진된 후 증폭된 CD 신호는 다음과 같이 설명할 수 있다: 템플릿 고분자 네트워크의 카이랄 초격자구조는 이 경우 N-LC 분자의 초격자구조의 카이랄성(chirality)으로 직접 전달될 수 있다. 템플릿 고분자 네트워크(HNF 상(phase)으로부터의 추출(stemming))와 초격자구조(재충진된 N-LC 분자로부터 추출(stemming))의 카이랄 신호가 동일하기 때문에 CD 신호는 증폭된다. 이러한 결과는 N-LC 분자의 장거리 배향 순서(long-range orientation order)의 기여로 쉽게 예상할 수 있다. 즉, 재충진된 나노다공성 필름의 거시적 카이랄성은 고분자 표면과는 별도로 장거리 배향 순서를 갖는 특정된 N-LC 매체(confined N-LC medium)를 통해 벌크 영역(bulk regions)까지 증폭될 수 있다.In addition, the amplified CD signal after N-LC molecules are refilled into the nanoporous film can be explained as follows: The chiral superlattice structure of the template polymer network is, in this case, the superlattice structure of the N-LC molecules. It can be transmitted directly by chirality. Since the chiral signals of the template polymer network (stemming from the HNF phase) and the superlattice structure (stemming from the refilled N-LC molecules) are identical, the CD signal is amplified. These results can be easily expected due to the contribution of the long-range orientation order of N-LC molecules. That is, the macroscopic chirality of the refilled nanoporous film can be amplified to the bulk regions through a confined N-LC medium having a long-range orientation order independent of the polymer surface.

상술한 바와 같이, stage 3의 나노다공성 필름은 상온(RT)의 N-LC 상(phase)에서 2개의 거울상이성질체 도메인을 가지며, 거울반전을 갖는 뚜렷한 CD 스펙트럼을 보여준다. 그러나, 나노다공성 필름을 등방성(Iso) 상(phase)의 온도(120 ℃) 영역까지 가열했을 때 CD 신호는 거의 사라졌다(도 5의 (a)). 이는 CD 신호 유도에서 LC의 장거리 순서(long-range ordering)가 중요한 역할을 하는 것을 알 수 있다. CD 신호는 나노다공성 필름을 상온(RT)으로 다시 냉각하였을 때, 즉 상(phse)이 N-LC 상(phase)으로 전환되었을 때 복원되었다. 이는 온도변조 카이로옵틱 기능(temperature-modulated chiroptic function)의 대표하는 것이다.As described above, the stage 3 nanoporous film has two enantiomeric domains in the N-LC phase at room temperature (RT) and shows a distinct CD spectrum with enantiomerism. However, when the nanoporous film was heated to an isotropic (Iso) phase temperature (120 °C), the CD signal almost disappeared (Fig. 5(a)). This suggests that long-range ordering of LCs plays an important role in CD signal induction. The CD signal was restored when the nanoporous film was cooled back to room temperature (RT), i.e., when the phase was converted to the N-LC phase. This is representative of a temperature-modulated chiroptic function.

도 5의 (a)는 stage 3(도 1b 참조)에서의 N 상(phase)(at 상온(RT))과 Iso 상(phase)(at 120 ℃)에서의 2 개의 거울상이성질체 도메인에 대한 CD 스펙트럼을 도시한 것이다. 도 5의 (b)는 stage 3(도 1b 참조)에서 상온(RT) 에서의 다양한 전기장 조건 하에서의 2개의 거울상 이성질체에 대한 CD 스펙트럼을 도시한 것이다.Figure 5 (a) is the CD spectrum for two enantiomeric domains in the N phase (at room temperature (RT)) and the Iso phase (at 120 ° C) in stage 3 (see Fig. 1b). is shown. Figure 5(b) shows the CD spectra of the two enantiomers under various electric field conditions at room temperature (RT) in stage 3 (see Figure 1b).

도 5의 (b) 삽도(inset)에서 2개의 상(phase)에 해당하는 POM 이미지를 도시하였다. 약간 교차되지 않은 편광기를 사용하여 N 상(phase)에서 2개의 카이랄 도메인을 명확히 확인할 수 있는 반면, Iso 상(phase)에서는 도메인 경계(domain boundaries)를 확인하는 것이 용이하지 않다. 이러한 2개의 카이랄 도메인은 Iso 상(phase)이 N 상(phase)으로 다시 냉각된 후에 다시 구별이 가능하다. 이러한 POM 관찰은 CD 측정 결과와 일치한다.In (inset) of FIG. 5 (b), POM images corresponding to two phases are shown. While two chiral domains can be clearly identified in the N phase using slightly uncrossed polarizers, it is difficult to identify the domain boundaries in the Iso phase. These two chiral domains are again distinguishable after the Iso phase cools back to the N phase. These POM observations are consistent with the CD measurement results.

자극-감응성 변조(Stimuli-responsive modulation) 또한 전기장을 적용하여 수행된다. 도 5의 (b)는 상온(RT)의 다양한 전기장 아래 2개의 거울상이성질체 도메인에 대한 전형적인 CD 스펙트럼을 보여준다. 또한 도 5의 (b)의 상부 삽도(top inset)에 도시된 바와 같이 적용된 전기장의 함수로서 CD 강도(intensity)를 표시하였다. 이는 고분자 네트워크에 고정된 N-LC 분자가 카이랄 초격자구조의 형성 과정에 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 의미한다. CD 강도는 특정 범위 내에서 일정하였으며, 이는 재충진된 N-LC 분자가 템플릿 고분자 네트워크 표면에 강하게 고정되었음을 의미한다. 반대로, N-LC 분자(in nanopores)의 재배향(reorientation)이 카이랄 초격자구조를 분해하므로, 전기장이 임계치(threshold value) 이상으로 증가되면서 CD 강도는 급격히 감소하였다. 따라서 N-LC가 일종의 프레데릭츠 전이(Freedericksz transition)가 발생되었음을 알 수 있다. 전기장이 제거되었을 때, 나노포어의 N-LC 분자는 CD-활성 상태를 회복하면서 초기 카이랄 초격자구조로 다시 조립되었다. 이는 POM 관찰(도 5의 (b)의 하부 삽도(bottom inset))에 의해 다시 명확히 확인되었으며, 충분히 강한 전기장은 N-LC 분자(α > 0)를 전기장에 대하여 평행하게 정렬하였으며, 이는 직교-니콜(crossed-Nicols) 조건에서 복굴절(birefringence)이 감소하여 밝기를 더욱 감소시키는 경향이 있다. 전기장이 존재하지 않을 때 2개의 거울상이성질체 도메인을 명확히 구별할 수 있는 반면, 거울상이성질체 도메인의 경계는 전기장의 강도가 증가함에 따라 점차적으로 사라지기 때문에 교차되지 않은 편광기로 뚜렷한 질감(textural) 변화를 관찰할 수 있다. 충분히 강한 전기장이 적용되었을 때, 거울상이성질체 도메인 경계선은 육안으로 거의 구별할 수 없게 된다. 적용된 전기장이 제거되었을 때 2개의 카이랄 도메인(거울상이성질체 도메인)은 복원되며, 이 전환 프로세스는 반복할 수 있다. 대표적인 변조(전기장 적용) 시간과 이완(전기장 제거 후) 시간은 둘 다 약 10 내지 20ms이다. 분자 동역학(molecular dynamics)은 수백 개의 나노 크기의 포어(pores)에서 일어나기 때문에, 빠른 반응이 관찰될 수 있다.Stimuli-responsive modulation is also performed by applying an electric field. Figure 5(b) shows typical CD spectra for two enantiomeric domains under various electric fields at room temperature (RT). Also, as shown in the top inset of Fig. 5(b), the CD intensity is plotted as a function of the applied electric field. This means that the N-LC molecules anchored in the polymer network can play an important role in the formation process of the chiral superlattice structure. The CD intensity was constant within a certain range, which means that the refilled N-LC molecules were strongly immobilized on the surface of the template polymer network. Conversely, since the reorientation of N-LC molecules (in nanopores) decomposes the chiral superlattice structure, the CD intensity rapidly decreases as the electric field is increased above the threshold value. Therefore, it can be seen that a kind of Fredericksz transition occurred in N-LC. When the electric field was removed, the nanopore's N-LC molecules reassembled into the initial chiral superlattice structure, restoring their CD-active state. This was again clearly confirmed by the POM observation (bottom inset of Fig. 5(b)), where a sufficiently strong electric field aligns the N-LC molecules (α > 0) parallel to the electric field, which is ortho- In the crossed-Nicols condition, birefringence is reduced, which tends to further reduce brightness. While the two enantiomeric domains can be clearly distinguished in the absence of an electric field, a distinct textural change is observed with the uncrossed polarizer as the boundary of the enantiomeric domains gradually disappears as the strength of the electric field increases. can do. When a sufficiently strong electric field is applied, the enantiomeric domain boundaries become virtually indistinguishable to the naked eye. When the applied electric field is removed, the two chiral domains (enantiomeric domains) are restored, and this conversion process can be repeated. Typical modulation (applying the electric field) and relaxation (after removing the electric field) times are both about 10-20 ms. Since molecular dynamics occur in hundreds of nano-sized pores, rapid reactions can be observed.

실험예. CPL(circulary polarized light) 측정experimental example. Measuring circularly polarized light (CPL)

제조예에서 제조된 카이랄 나노다공성 템플릿(카이랄 나노다공성 필름)의 기능성(functionality)을 추가로 입증하기 위해, 피로메텐(pyrromethene) 기반 형광 염료(PM580)로 도핑된 비카이랄 N-LC로 재충진하여 CFL 방사율(emissivity)을 조사하였다(도 6의 (a)). 카이랄성이 형광 비카이랄 N-LC로 전달되어 카이랄 초격자구조를 형성하는 경우, CPL 신호가 생성된다. 도 6의 (b)는 형광 N-LC(at RT)로 충진진 카이랄 나노다공성 템플릿의 2게의 거울상이성질체 도메인에 대하여, 비편광 525 nm 광(nonpolarized 525 nm light)을 이용하여 여기된 원형편광 강도 차이(circular intensity difference)인 I left - I right를 보여준다. 여기서, I leftI right는 각각, 왼쪽(left-)과 오른쪽(right-)의 원형 편광 방출의 강도이다. 2개의 거울상이성질체 도메인으로부터 획득된 CPL 스펙트럼은 서로의 거울 이미지(mirror images)이다. 또한, CPL 레벨(level)을 정량화하기 위해 2(I left - I right)/(I left + I right)로 정의되는 발광비대칭 상수(luminescence dissymmetry factor) g lum을 사용하였다. 대부분의 작은 유기물 카이랄 분자의 경우, 발광비대칭 상수는 일반적으로 10-5 내지 10-3 범위 내에 존재한다. 본 실험에 대한 평가된 glum은 두 도메인에 대해 2 Х 10-3 내지 3 Х 10-3 이었다(도 5의 (b), 삽도 참조). 검출된 CPL은 형광 N-LC에 의해 형성된 카이랄 초격자구조에서 비롯되었으며, 따라서 이 결과는 카이랄성의 전달을 더욱 확인시켜 준다.In order to further demonstrate the functionality of the chiral nanoporous template (chiral nanoporous film) prepared in Preparation Example, a chiral N-LC doped with a pyrromethene-based fluorescent dye (PM580) was used. After filling, the CFL emissivity was investigated (Fig. 6 (a)). When chirality is transferred to a fluorescent achiral N-LC to form a chiral superlattice structure, a CPL signal is generated. Fig. 6(b) shows circular images of two enantiomeric domains of a chiral nanoporous template packed with fluorescent N-LC (at RT) excited using nonpolarized 525 nm light. It shows the polarization intensity difference ( I left - I right ). where I left and I right are the intensities of the left- and right-circularly polarized emission, respectively. The CPL spectra obtained from the two enantiomeric domains are mirror images of each other. In addition, a luminescence dissymmetry factor g lum defined as 2 ( I left - I right )/( I left + I right ) was used to quantify the CPL level. For most small organic chiral molecules, the luminescence asymmetry constant is generally in the range of 10 −5 to 10 −3 . The estimated g lum for this experiment was 2 Х 10 -3 to 3 Х 10 -3 for the two domains (Fig. 5(b), see inset). The detected CPL originated from a chiral superlattice structure formed by the fluorescent N-LC, thus this result further confirms the transfer of chirality.

도 7의 (a)는 stage 3(도 1b 참조)에서의 N 상(phase)과 Iso 상(phase)에 대응하는 카이랄 도메인의 각각의 |I left - I right| 스펙트럼을 도시한 것이며, 도 7의 (b)는 stage 3(도 1b 참조)에서의 상온(RT)에서의 다양한 전기장 조건 하에 도메인의 |I left - I right| 스펙트럼을 도시한 것이다.(a) of FIG. 7 shows the respective | I left - I right | 7(b) shows the spectrum of the domain under various electric field conditions at room temperature (RT) in stage 3 (see FIG. 1b). I left - I right | shows the spectrum.

도 7의 (a)는 N 상(phase)과 Iso 상(phase)에서 2개의 거울상이성질체 도메인에 대한 전형적인 |I left - I right| 스펙트럼의 비교를 보여준다. CD 신호와 유사하게, 나노다공성 필름을 Iso 상(phase) 영역(120 ℃)으로 가열했을 때 CPL 신호가 거의 사라졌다. 예상한 바와 같이, CPL 신호는 상온(RT)으로 냉각될 때 다시 나타났으며, 즉 N-LC 상(phase)로 다시 진입할 때 다시 나타났다. 또한, 이는 나노포어에서 N-LC에 의해 형성된 카이랄 초격자구조가 CPL 신호 유도에 중요한 역할을 한다는 것을 확인시켜 준다. CD 및 CPL 신호는 N-LC 상(phase)으로부터 냉각된 고체상태(solid state)에서 비활성화되었다. 고체상태는 장거리 방향 순서뿐만 아니라 위치 배열(positional ordering)도 존재한다. 템플릿 고분자의 홈(grooves)에 영향을 받는 카이랄 초격자구조의 형성은 고체 상태의 고유한 강한 위치 배열에 의해 방해될 수 있다. 따라서, 본 발명에서 관찰된 현상은 고체 상태의 분자(solid-state molecules)로 채워진 나노다공성 필름에서는 관찰되지 않았다.Figure 7(a) is a typical | I left - I right | Shows a comparison of spectra. Similar to the CD signal, the CPL signal almost disappeared when the nanoporous film was heated to the Iso phase region (120 °C). As expected, the CPL signal reappeared upon cooling to room temperature (RT), i.e. upon re-entering the N-LC phase. In addition, this confirms that the chiral superlattice structure formed by N-LC in the nanopore plays an important role in inducing the CPL signal. CD and CPL signals were inactivated in the cooled solid state from the N-LC phase. The solid state has positional ordering as well as long-range directional ordering. The formation of chiral superlattice structures influenced by the grooves of the template polymer can be hindered by the strong localization inherent in the solid state. Therefore, the phenomena observed in the present invention were not observed in nanoporous films filled with solid-state molecules.

전기 자극(electric stimuli)에 의한 CPL 신호 변조도 가능하다. 도 7의 (b)와 같이, 가해진 전기장이 증가함에 따라 |I left - I right|은 감소했으며, N-LC 분자의 재배향(reorientation)을 통한 나노포어에서 카이랄 초격자구조가 연속적으로 붕괴되었기 때문이다. 전기장이 제거되었을 때, 나노포어의 LC 분자는 초기 CPL 활성 상태로 복구하기 위해 초격자구조를 복원했다.Modulation of the CPL signal by electric stimulation is also possible. As shown in (b) of FIG. 7, as the applied electric field increases, | I left - I right | decreased, because the chiral superlattice structure was continuously collapsed in the nanopore through the reorientation of N-LC molecules. When the electric field was removed, the nanopore's LC molecules restored their superlattice structure to return to their initial CPL active state.

최종적으로, 이전의 연구와 대비하여 본 발명의 이점은 다음과 같다.Finally, the advantages of the present invention compared to previous studies are as follows.

첫째, HNF 상(phase)에서 나노분리된 BC 분자 및 N 분자는 시간이 경과함에 따라 거시적 집합체로 더욱 분리되는 경향이 있으며, 이로 인해 카이로옵틱 특성(chiroptical properties)이 저하된다. 그러나, 본 발명의 HNF 네트워크가 N 영역(region)의 광가교(photocross-linking)에 의해 안정화되며, 추가적인 나노분리가 억제되었다.First, the nano-separated BC molecules and N molecules in the HNF phase tend to further separate into macroscopic aggregates over time, thereby degrading their chiroptical properties. However, the HNF network of the present invention was stabilized by photocross-linking of the N region, and further nanoseparation was suppressed.

둘째, 자극 감응성 카이로옵틱 특성(stimuli-responsive chiroptical properties)에 대한 활성 온도 범위는, 상온(RT)를 포함하여 넓은 N 온도 범위를 가지는 LC 분자의 사용으로 인해 넓어진 반면, 이전 연구에서의 CPL은 50 ℃ 이상의 온도에서만 가능했다. Second, the active temperature range for stimuli-responsive chiroptical properties is broadened due to the use of LC molecules with a wide N temperature range including room temperature (RT), whereas the CPL in previous studies was 50 This was possible only at temperatures above °C.

따라서 광가교 방법(photo-cross-linking method)은 이전 연구에서 상대적으로 열악했던 시스템의 안정성과 신뢰성을 크게 향상시킨다.Therefore, the photo-cross-linking method greatly improves the stability and reliability of the system, which was relatively poor in previous studies.

결론conclusion

기능성(functionality)이 우수한 카이랄 나노다공성 템플릿은 BC 분자와 반응성 메조겐 화합물의 비카이랄 이성분계(binary system)에서 자발적인 나노스케일 수준의 분리(segreagation)에 기초하여 제작되었다. 주사 전자 현미경(SEM)으로 N-LC의 템플릿 역할을 제공하는 광가교에 의한 역 나노나선형 구조(inverse nanohelical structure)의 형성을 확인하였다. 이러한 카이랄 나노 템플릿은 단순히 비카이랄 분자(achiral molecules)로 구성되어 있으며 복잡한 제작 과정 없이도 간단한 상향식 방법론(bottom-up methodology)에 의해 쉽게 제작될 수 있다. 이러한 카이랄 나노다공성 필름은 카이로옵틱 특성, 즉 자극 감응성(stimuli-responsive) CD와 CPL을 야기하는 3차원 나노몰드(three-dimensional nanomold)로 작용할 수 있음을 입증하였다. 이러한 방법론은 카이로옵틱 변조기와 스위치(chiroptical modulators and switches), 생물학적 센서 등을 포함한 다양한 응용 분야에 적용할 수 있는 새로운 카이로옵틱 재료(chiroptical materials)를 구성하기 위한 전략으로 사용될 수 있다.A chiral nanoporous template with excellent functionality was fabricated based on spontaneous nanoscale segregation in an achiral binary system of BC molecules and reactive mesogenic compounds. The formation of an inverse nanohelical structure by photocrosslinking, which serves as a template for N-LC, was confirmed by scanning electron microscopy (SEM). These chiral nanotemplates are simply composed of achiral molecules and can be easily fabricated by a simple bottom-up methodology without a complicated fabrication process. It has been demonstrated that these chiral nanoporous films can act as three-dimensional nanomolds that give rise to chirooptic properties, ie, stimulus-responsive CD and CPL. This methodology can be used as a strategy to construct new chiroptical materials that can be applied to various applications including chiroptical modulators and switches, biological sensors, and the like.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in this specification and drawings are only presented as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is obvious to those skilled in the art that other modified examples based on the technical idea of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

Claims (14)

반응성 메조겐 화합물로 구성되는 고분자 네트워크 구조체; 및
상기 고분자 네트워크 구조체 상에 형성된 복수개의 나노포어(nanopore)를 포함하는 카이랄 나노다공성 템플릿.
A polymer network structure composed of a reactive mesogen compound; and
A chiral nanoporous template comprising a plurality of nanopores formed on the polymer network structure.
제 1 항에 있어서,
상기 반응성 메조겐 화합물은 네마틱 액정(N-LC)와 반응성 단량체로 구성되는 것을 특징으로 하는 카이랄 나노다공성 템플릿.
According to claim 1,
The reactive mesogenic compound is a chiral nanoporous template, characterized in that composed of a nematic liquid crystal (N-LC) and a reactive monomer.
제 2 항에 있어서,
상기 네마틱 액정(N-LC)는 4-cyano-4'-pentylbiphenyl인 것을 특징으로 하는 카이랄 나노다공성 템플릿.
According to claim 2,
The nematic liquid crystal (N-LC) is a chiral nanoporous template, characterized in that 4-cyano-4'-pentylbiphenyl.
제 2 항에 있어서,
상기 반응성 단량체는 2-methyl-1,4-phenylene bis(4-(((4-(acryloyl oxy)butoxy)carbonyl)oxy)benzoate)인 것을 특징으로 하는 카이랄 나노다공성 템플릿.
According to claim 2,
The reactive monomer is a chiral nanoporous template, characterized in that 2-methyl-1,4-phenylene bis (4-(((4- (acryloyl oxy) butoxy) carbonyl) oxy) benzoate).
제 1 항에 있어서,
상기 카이랄 나노다공성 템플릿은 역 나선형 나노필라멘트 구조(invers helical nanofilament structure)를 갖는 것을 특징으로 하는 카이랄 나노다공성 템플릿.
According to claim 1,
The chiral nanoporous template has an inverse helical nanofilament structure.
굽은 핵 분자, 반응성 메조겐 화합물 및 광개시제를 포함하는 전구체 혼합물을 제조하는 단계;
상기 전구체 혼합물을 광경화시켜 템플릿을 제조하는 단계;
상기 템플릿 상의 상기 굽은 핵 분자를 제거하는 단계; 및
상기 템플릿을 건조하는 단계를 포함하는 카이랄 나노다공성 템플릿의 제조방법.
Preparing a precursor mixture comprising a bent nuclear molecule, a reactive mesogen compound and a photoinitiator;
preparing a template by photocuring the precursor mixture;
removing the bent nuclear molecule on the template; and
Method for producing a chiral nanoporous template comprising the step of drying the template.
제 6 항에 있어서,
상기 굽은 핵 분자는 나노분열 상(phase)으로 나선형 나노필라멘트(helical nanofilament) 상(phase)을 가지는 것을 특징으로 하는 카이랄 나노다공성 템플릿의 제조방법.
According to claim 6,
The method for producing a chiral nanoporous template, characterized in that the bent nuclear molecule has a helical nanofilament phase as a nanodisruption phase.
제 6 항에 있어서,
상기 굽은 핵 분자는 1,3-phenylene bis[4-(4-eptyloxyphenyliminomethyl)-benzoate]인 것을 특징으로 하는 카이랄 나노다공성 템플릿의 제조방법.
According to claim 6,
The bent nucleus molecule is a method for producing a chiral nanoporous template, characterized in that 1,3-phenylene bis [4- (4-eptyloxyphenyliminomethyl) -benzoate].
제 8 항에 있어서,
상기 반응성 메조겐 화합물은 네마틱 액정(N-LC)와 반응성 단량체로 구성되는 것을 특징으로 하는 카이랄 나노다공성 템플릿의 제조방법.
According to claim 8,
The reactive mesogenic compound is a method for producing a chiral nanoporous template, characterized in that composed of a nematic liquid crystal (N-LC) and a reactive monomer.
제 9 항에 있어서,
상기 네마틱 액정(N-LC)는 4-cyano-4'-pentylbiphenyl인 것을 특징으로 하는 카이랄 나노다공성 템플릿의 제조방법.
According to claim 9,
The method for producing a chiral nanoporous template, characterized in that the nematic liquid crystal (N-LC) is 4-cyano-4'-pentylbiphenyl.
제 9 항에 있어서,
상기 반응성 단량체는 2-methyl-1,4-phenylene bis(4-(((4-(acryloyl oxy)butoxy)carbonyl)oxy)benzoate)인 것을 특징으로 하는 카이랄 나노다공성 템플릿의 제조방법.
According to claim 9,
The reactive monomer is a method for producing a chiral nanoporous template, characterized in that 2-methyl-1,4-phenylene bis (4-(((4- (acryloyl oxy) butoxy) carbonyl) oxy) benzoate).
제 6 항에 있어서,
상기 광개시제는 DMPAP(2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone)인 것을 특징으로 하는 카이랄 나노다공성 템플릿의 제조방법.
According to claim 6,
The photoinitiator is a method for producing a chiral nanoporous template, characterized in that DMPAP (2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone).
제 6 항에 있어서,
상기 광경화는 80 내지 120 ℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 카이랄 나노다공성 템플릿의 제조방법
According to claim 6,
The photocuring is a method for producing a chiral nanoporous template, characterized in that carried out at 80 to 120 ℃
제 6 항에 있어서,
상기 굽은 핵 분자의 제거는 1,2-디클로로벤젠(1,2-dichlorobenzene)을 이용하는 것을 특징으로 하는 카이랄 나노다공성 템플릿의 제조방법.
According to claim 6,
The removal of the bent nuclear molecule is a method for producing a chiral nanoporous template, characterized in that using 1,2-dichlorobenzene (1,2-dichlorobenzene).
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