KR20210062957A - Composition for detection of radiation, visualization material for detection of radiation using the same, and method for detection of radiation using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 방사선 감지용 조성물, 이를 이용한 방사선 감지용 시각화 소재 및 이를 이용한 방사선 감지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a radiation detection composition, a visualization material for radiation detection using the same, and a radiation detection method using the same.
원자력 관련 시설로부터 방사성 물질의 유출로 사람을 포함하는 자연 생태계는 방사능 오염과 방사선 피해로부터 안전하지 않게 되었고, 일본 후쿠시마 원전사고에서와 같이 복구를 위한 막대한 자원의 손실이 불가피하다. 방사선에 의한 피폭은 특히 심장질환이나 암 발생의 위험을 증가시키며, 비록 저선량으로 누출된 방사선이라 할지라도 이를 사전에 감지할 수 없다면, 지속적인 노출에 직면할 수 있어 결국에는 허용치를 넘는 방사선에 의한 피폭이 이루어지게 되는 문제점이 있다.Due to the leakage of radioactive materials from nuclear-related facilities, natural ecosystems including humans have become insecure from radioactive contamination and radiation damage, and a huge loss of resources for recovery is inevitable as in the case of the Fukushima nuclear accident in Japan. Exposure to radiation especially increases the risk of heart disease or cancer, and even if it is a low-dose leaked radiation, if it cannot be detected in advance, you may face continuous exposure and eventually exposure to radiation exceeding the allowable value. There is a problem in making this happen.
무색, 무미, 무취한 방사선의 특성상 누출된 방사선을 직관적으로 감지하는 것은 불가능하다. 기존에는 사람이 직접 방사선 검출기를 이용하여 누출된 방사선을 감지하였는바, 방사선 피폭에 따른 위험성이 있어 왔다.Due to the colorless, tasteless, and odorless nature of radiation, it is impossible to intuitively detect the leaked radiation. In the past, a person directly detected the leaked radiation using a radiation detector, and there has been a risk due to radiation exposure.
따라서, 이러한 위험성을 해결하고자 개발되어 현재 시판 중인 필름형 방사선 선량계는 방사선 조사 제품(멸균 등)의 방사선 조사 여부를 판단하나 1.0 kGy 내지 140 kGy의 고선량만을 감지할 뿐 저선량으로 누출된 방사선을 감지하는 것이 불가능한 문제점이 있다. Therefore, the film-type radiation dosimeter that was developed to solve this risk and is currently on the market judges whether the radiation product (sterilization, etc.) is irradiated, but only detects high doses of 1.0 kGy to 140 kGy and detects leaked radiation at low doses. There is a problem that it is impossible to do.
본 발명은 누출된 방사선(특히, 저선량으로 누출된 방사선)을 감지하기 위한 유기 염료로서, 디시아노메틸렌기가 말단 작용기로 도입된 티오펜계 화합물을 포함하는 방사선 감지용 조성물 등을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a composition for detecting radiation including a thiophene-based compound in which a dicyanomethylene group is introduced as a terminal functional group as an organic dye for detecting leaked radiation (particularly, radiation leaked at a low dose).
그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명은 디시아노메틸렌기가 말단 작용기로 도입된 티오펜계 화합물을 포함하는 방사선 감지용 조성물을 제공한다.The present invention provides a composition for sensing radiation comprising a thiophene-based compound in which a dicyanomethylene group is introduced as a terminal functional group.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 방사선 감지용 조성물을 이용한 방사선 감지용 소재를 제공한다. According to one embodiment of the present invention, there is provided a material for sensing radiation using the composition for sensing radiation.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 방사선 감지용 조성물을 이용한 방사선 감지 방법을 제공한다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a radiation detection method using the composition for radiation detection.
본 발명에 따른 방사선 감지용 조성물은 디시아노메틸렌기가 말단 작용기로 도입된 티오펜계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는바, 상기 티오펜계 화합물에 공명 구조를 가지도록 도입된 디시아노메틸렌기가 방사선 노출에 따라 최대 흡광도 파장 및 개시 흡광도 파장을 모두 감소시키면서, 밴드갭 에너지를 크게 증가시키는바, 저선량으로 누출된 방사선이라 할지라도 육안으로 색 변화를 쉽게 감지할 수 있는 이점이 있다.The composition for sensing radiation according to the present invention is characterized in that it includes a thiophene-based compound in which a dicyanomethylene group is introduced as a terminal functional group, and the dicyanomethylene group introduced to have a resonance structure in the thiophene-based compound is exposed to radiation. Accordingly, the bandgap energy is greatly increased while reducing both the maximum absorbance wavelength and the onset absorbance wavelength, so that even with low-dose leaked radiation, a color change can be easily detected with the naked eye.
본 발명에 따르면, 방사선 위험을 줄임으로써, 국민 안전을 확보하고 삶의 질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 방사선 감지용 시각화 소재와 관련한 신시장을 창출할 수 있을 것으로 기대된다. According to the present invention, by reducing the risk of radiation, it is expected that it will be possible to secure public safety and improve the quality of life, as well as create a new market related to visualization materials for radiation detection.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 방사선 감지용 조성물의 방사선 노출에 따른 밴드갭 에너지 변화를 나타낸 모식도이다.
도 2(a) 내지 (d)는 실시예 1 및 2 및 비교예 1 및 2에 따른 방사선 감지용 조성물의 방사선 노출에 따른 광학 특성 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 실시예 1에 따른 방사선 감지용 조성물의 방사선 노출에 따른 시각 화 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4(a) 및 (b)는 실시예 1 및 2에 따른 방사선 감지용 조성물의 1주일 간 햇빛 노출에 따른 광학 특성 변화를 나타낸 그래프이다. 1 is a schematic diagram showing a change in bandgap energy according to radiation exposure of a composition for sensing radiation according to an embodiment of the present invention.
2(a) to (d) are graphs showing changes in optical properties according to radiation exposure of radiation sensing compositions according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2;
3 is a graph showing the change in visualization according to the radiation exposure of the composition for sensing radiation according to Example 1.
4 (a) and (b) are graphs showing changes in optical properties according to exposure to sunlight for one week of the radiation sensing compositions according to Examples 1 and 2;
종래 개발된 필름형 방사선 선량계는 고선량만을 감지할 뿐 저선량으로 누출된 방사선을 감지하는 것이 불가능하였는바, 본 발명자들은 이러한 문제점을 해결하기 위해, 티오펜을 주요 골격으로 하되, 여기에 디시아노메틸렌기를 말단 작용기로 도입하여 방사선 감지용 조성물을 제조하였고, 이는 안정적인 구조를 가지면서도 저선량으로 누출된 방사선에 특이적으로 반응할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다. The conventionally developed film-type radiation dosimeter only detects a high dose and it is impossible to detect the leaked radiation at a low dose. In order to solve this problem, the present inventors have thiophene as a main skeleton, but dicyanomethylene A composition for sensing radiation was prepared by introducing a group as a terminal functional group, and it was confirmed that it could specifically react to radiation leaked at a low dose while having a stable structure, and completed the present invention.
본 명세서 내 "방사선"이라 함은 어떤 원자핵이 다른 원자핵으로 바뀔 때 내놓는 알파선, 전자, 감마선, X선, 중성자를 모두 포함하는 개념으로, 원자핵을 돌고 있는 전자가 내놓는 전자기파보다 에너지가 크기 때문에 훨씬 더 위험하다. As used herein, "radiation" is a concept that includes all alpha rays, electrons, gamma rays, X-rays, and neutrons emitted when one atomic nucleus changes into another atomic nucleus. Dangerous.
상기 방사선의 에너지는 그레이(Gy)로 표시될 수 있고, 1 Gy는 생체 1kg 당 방사선 에너지 1J이 흡수되었을 때를 의미한다. 이때, Gy는 방사선의 종류를 고려하지 않고 질량과 에너지의 크기만을 표시한 물리 단위로 볼 수 있다. The energy of the radiation may be expressed in gray (Gy), and 1 Gy means when 1J of radiation energy is absorbed per 1 kg of living body. In this case, Gy can be viewed as a physical unit in which only the magnitudes of mass and energy are displayed without considering the type of radiation.
본 명세서 내 "방사선의 에너지"는 저선량일 수 있고, 바람직하게, 0.1 Gy 내지 100 Gy일 수 있고, 보다 바람직하게, 0.1 Gy 내지 10 Gy(* 방사선 중에 감마선 또는 X선이 인체 전신에 피폭된다는 가정 하에, 환산하면 1 Sv 내지 10 Sv)일 수 있다. 본 발명에 따른 방사선 감지용 조성물은 이러한 저선량 방사선에도 특이적으로 반응할 수 있다. "Energy of radiation" in the present specification may be a low dose, preferably 0.1 Gy to 100 Gy, more preferably 0.1 Gy to 10 Gy (* Assume that gamma rays or X-rays are exposed to the whole body of the human body during radiation In terms of conversion, it may be 1 Sv to 10 Sv). The composition for detecting radiation according to the present invention may specifically respond to such low-dose radiation.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 디시아노메틸렌기가 말단 작용기로 도입된 티오펜계 화합물을 포함하는 방사선 감지용 조성물을 제공한다. The present invention provides a composition for sensing radiation comprising a thiophene-based compound in which a dicyanomethylene group is introduced as a terminal functional group.
상기 티오펜계 화합물은 주요 골격으로 하나 이상의 티오펜을 포함하고, 바람직하게, 4개 이상의 티오펜을 포함할 수 있고, 보다 바람직하게, 를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 보다 안정적인 공명 구조를 가질 수 있는 이점이 있다. The thiophene-based compound may include one or more thiophenes as a main backbone, preferably four or more thiophenes, and more preferably, may include. In this case, there is an advantage that can have a more stable resonance structure.
또한, 상기 티오펜계 화합물은 말단 작용기로 하나 이상의 디시아노메틸렌기를 포함하고, 바람직하게, 2개 이상의 디시아노메틸렌기를 포함할 수 있고, 보다 바람직하게, 2개 이상의 를 포함할 수 있다. 이러한 말단 작용기는 저선량으로 누출된 방사선에도 특이적으로 반응할 수 이점이 있고, 이들은 단순 시아노기에 비해 연장된 공명 구조로 인해, 저선량으로 누출된 방사선에도 월등히 특이적으로 반응할 수 있는 이점이 있다. In addition, the thiophene-based compound includes at least one dicyanomethylene group as a terminal functional group, preferably, may include at least two dicyanomethylene groups, and more preferably, at least two dicyanomethylene groups. may include. These terminal functional groups have the advantage of being able to react specifically to radiation leaked at low doses, and they have the advantage of being able to react significantly specifically to radiation leaked at low doses due to their extended resonance structure compared to simple cyano groups. .
구체적으로, 상기 티오펜계 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:Specifically, the thiophene-based compound may be represented by the following Chemical Formula 1:
[화학식 1][Formula 1]
, ,
상기 화학식 1에서, R1, R2, R3 및 R4는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; C1~C20의 알킬기; C1~C20의 알킬기로 치환되거나 비치환된 C6~C20 아릴기; 또는 C1~C20의 알킬기로 치환되거나 비치환된 C3~C20의 헤테로아릴기이다. In
보다 구체적으로, 상기 티오펜계 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 디메틸포름알데히드와 1차 반응시키는 단계; 및 상기 1차 반응 생성물을 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물과 2차 반응시키는 단계를 포함하여 제조될 수 있다: More specifically, the thiophene-based compound may be prepared by first reacting a compound represented by the following Chemical Formula 2 with dimethylformaldehyde; And it may be prepared including the step of reacting the primary reaction product with a compound represented by the following formula (3):
[화학식 2][Formula 2]
, ,
[화학식 3][Formula 3]
, ,
상기 화학식 2에서, R1, R2, R3 및 R4는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; C1~C20의 알킬기; C1~C20의 알킬기로 치환되거나 비치환된 C6~C20 아릴기; 또는 C1~C20의 알킬기로 치환되거나 비치환된 C3~C20의 헤테로아릴기이다. In Formula 2, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different, and each independently hydrogen; C1-C20 alkyl group; C1~ C20 Alkyl group substituted or unsubstituted C6~ C20 aryl group; Or a C3~ C20 heteroaryl group unsubstituted or substituted with a C1~ C20 alkyl group.
이때, 상기 1차 반응은 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 -80℃ 내지 -50℃의 온도에서 n-부틸리튬과 반응시킨 후, -80℃ 내지 30℃의 온도에서 상기 디메틸포름알데히드와 반응시킴으로써 수행될 수 있다. 이후, 상기 2차 반응은 피리딘 하에, 50℃ 내지 80℃의 온도에서 상기 1차 반응 생성물을 클로로포름 및 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물과 반응시킴으로써 수행될 수 있다. In this case, the first reaction is by reacting the compound represented by Formula 2 with n-butyllithium at a temperature of -80°C to -50°C, and then reacting it with dimethylformaldehyde at a temperature of -80°C to 30°C. can be performed. Thereafter, the secondary reaction may be performed by reacting the primary reaction product with chloroform and the compound represented by Formula 3 in the presence of pyridine at a temperature of 50°C to 80°C.
상기 티오펜계 화합물은 방사선에 노출된 후 최대 흡광도 파장 및 개시 흡광도 파장이 모두 감소할 수 있다. 구체적으로, 상기 티오펜계 화합물은 방사선 노출 전 개시 흡광도 파장이 650 nm 내지 750 nm이고, 방사선 노출 후 개시 흡광도 파장이 500 nm 내지 600 nm일 수 있다. In the thiophene-based compound, both a maximum absorbance wavelength and an onset absorbance wavelength may decrease after exposure to radiation. Specifically, the thiophene-based compound may have an onset absorbance wavelength of 650 nm to 750 nm before exposure to radiation, and an onset absorbance wavelength of 500 nm to 600 nm after exposure to radiation.
또한, 상기 티오펜계 화합물은 방사선에 노출된 후 밴드갭 에너지가 증가할 수 있다. 구체적으로, 상기 티오펜계 화합물은 방사선 노출 전 밴드갭 에너지가 1.50 eV 내지 1.80 eV이고, 방사선 노출 후 밴드갭 에너지가 2.00 eV 내지 2.30 eV일 수 있다. 이로써, 저선량으로 누출된 방사선이라 할지라도 육안으로 색 변화를 쉽게 감지할 수 있는 이점이 있다.In addition, the thiophene-based compound may have an increase in bandgap energy after exposure to radiation. Specifically, the thiophene-based compound may have a band gap energy of 1.50 eV to 1.80 eV before exposure to radiation, and a band gap energy of 2.00 eV to 2.30 eV after exposure to radiation. Accordingly, there is an advantage in that the color change can be easily detected with the naked eye even if the radiation is leaked at a low dose.
또한, 본 발명은 상기 조성물을 이용한 방사선 감지용 시각화 소재를 제공한다. In addition, the present invention provides a visualization material for sensing radiation using the composition.
본 발명에 따른 방사선 감지용 시각화 소재는 디시아노메틸렌기가 말단 작용기로 도입된 티오펜계 화합물을 포함하는 방사선 감지용 조성물을 이용한 것으로, 상기 방사선 감지용 조성물에 대해서는 전술한바 있으므로, 중복 설명을 생략하기로 한다. The visualization material for sensing radiation according to the present invention uses a composition for sensing radiation including a thiophene-based compound in which a dicyanomethylene group is introduced as a terminal functional group, and since the composition for sensing the radiation has been described above, redundant description is omitted. do it with
상기 방사선 감지용 시각화 소재는 소재의 색 변화를 통해 방사선 노출 여부를 감지하기 위한 것으로, 특수 카드, 특수 스티커, 특수 도료, 센서 소재 등으로 다양하게 활용될 수 있다. The visualization material for detecting radiation is for detecting whether or not radiation is exposed through a color change of the material, and can be variously used as a special card, a special sticker, a special paint, a sensor material, and the like.
또한, 본 발명은 상기 조성물을 이용한 방사선 감지 방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a radiation sensing method using the composition.
본 발명에 따른 방사선 감지 방법은 디시아노메틸렌기가 말단 작용기로 도입된 티오펜계 화합물을 포함하는 방사선 감지용 조성물을 이용한 것으로, 상기 방사선 감지용 조성물에 대해서는 전술한바 있으므로, 마찬가지로, 중복 설명을 생략하기로 한다. The radiation detection method according to the present invention uses a radiation detection composition including a thiophene-based compound having a dicyanomethylene group introduced as a terminal functional group, and since the radiation detection composition has been described above, similarly, redundant description is omitted. do it with
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 방사선 감지용 조성물은 디시아노메틸렌기가 말단 작용기로 도입된 티오펜계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는바, 상기 티오펜계 화합물에 공명 구조를 가지도록 도입된 디시아노메틸렌기가 방사선 노출에 따라 최대 흡광도 파장 및 개시 흡광도 파장을 모두 감소시키면서, 밴드갭 에너지를 크게 증가시키는바, 저선량으로 누출된 방사선이라 할지라도 육안으로 색 변화를 쉽게 감지할 수 있는 이점이 있다.As described above, the composition for sensing radiation according to the present invention is characterized in that it includes a thiophene-based compound in which a dicyanomethylene group is introduced as a terminal functional group, and a dish introduced to have a resonance structure in the thiophene-based compound. The anomethylene group greatly increases the bandgap energy while reducing both the maximum absorbance wavelength and the onset absorbance wavelength according to radiation exposure, and there is an advantage in that the color change can be easily detected with the naked eye even if the radiation is leaked at a low dose.
본 발명에 따르면, 방사선 위험을 줄임으로써, 국민 안전을 확보하고 삶의 질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 방사선 감지용 시각화 소재와 관련한 신시장을 창출할 수 있을 것으로 기대된다. According to the present invention, by reducing the risk of radiation, it is expected that it will be possible to secure public safety and improve the quality of life, as well as create a new market related to visualization materials for radiation detection.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a preferred embodiment is presented to aid the understanding of the present invention. However, the following examples are provided for easier understanding of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following examples.
[실시예][Example]
실시예 1Example 1
하기 식에 따라 화합물 (1)을 제조하였다: Compound (1) was prepared according to the following formula:
. .
이때, 화합물 (1)은 3,9-bis(2-methylene-(3-(1,1-dicyanomethylene)-indanone))-5,5,11,11-tetrakis(4-hexylphenyl)-dithieno[2,3-d;2',3'-d']-s-indaceno[1-2b;5,6-b']dithiophene로 명명될 수 있고, 그 구조는 하기와 같다: In this case, compound (1) is 3,9-bis(2-methylene-(3-(1,1-dicyanomethylene)-indanone))-5,5,11,11-tetrakis(4-hexylphenyl)-dithieno[2 ,3-d;2',3'-d']-s-indaceno[1-2b;5,6-b']dithiophene, the structure of which is as follows:
. .
화합물 (1)의 1 Gy 감마선 노출에 따른 광학 특성 변화를 상온에서 확인한 결과는 표 1 및 도 2(a)에 나타내었다.The results of confirming the change in optical properties of compound (1) at room temperature according to exposure to 1 Gy gamma rays are shown in Table 1 and FIG. 2(a).
표 1 및 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 화합물 (1)의 경우, 1 Gy 감마선 조사 후 최대 흡광도 파장(λabs max) 및 개시 흡광도 파장(λabs onset)이 모두 감소하는 것으로 확인되고, 1 Gy 감마선 조사 후 밴드갭 에너지가 약 0.42 eV로 크게 증가하는 것으로 확인된다. As shown in Table 1 and Figure 2 (a), in the case of compound (1), it is confirmed that both the maximum absorbance wavelength (λ abs max ) and the onset absorbance wavelength (λ abs onset ) are reduced after irradiation with 1 Gy gamma rays, It is confirmed that the bandgap energy significantly increases to about 0.42 eV after irradiation with 1 Gy gamma rays.
또한, 화합물 (1)의 1 Gy 감마선 노출에 따른 시각화 변화를 상온에서 확인한 결과는 도 3에 나타내었다. In addition, the result of confirming the visualization change according to 1 Gy gamma-ray exposure of compound (1) at room temperature is shown in FIG. 3 .
도 3에 나타낸 바와 같이, 화합물 (1)을 육안으로 관찰한 결과, 감마선 노출 전에는 검은색을 띄었으나, 1 Gy 감마선 노출 후에는 노란색을 띄는바, 뚜렷한 색 변화를 가지는 것으로 확인된다. As shown in FIG. 3 , as a result of visually observing compound (1), it was black before exposure to gamma rays, but yellow after exposure to 1 Gy gamma rays, confirming that it had a distinct color change.
한편, 화합물 (1)의 1주일 간 햇빛 노출에 따른 광학 특성 변화를 상온에서 확인한 결과는 도 4(a)에 나타내었다.On the other hand, the result of confirming the optical characteristic change according to the exposure to sunlight for one week of compound (1) at room temperature is shown in Figure 4 (a).
도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 화합물 (1)의 경우, 1주일 간 햇빛 노출 후에도 최대 흡광도 파장(λabs max) 및 개시 흡광도 파장(λabs onset)에 아무런 변화가 없는 것으로 확인되는바, 햇빛을 구성하는 적외선, 가시광선 및 자외선 등 광선에는 아무런 반응을 하지 않는다고 볼 수 있다. As shown in Figure 4 (a), in the case of compound (1), it is confirmed that there is no change in the maximum absorbance wavelength (λ abs max ) and the onset absorbance wavelength (λ abs onset ) even after exposure to sunlight for one week, It can be seen that there is no reaction to light rays such as infrared rays, visible rays and ultraviolet rays that make up sunlight.
실시예 2Example 2
대신 를 출발 물질로 하되, 실시예 1과 동일한 방법으로 화합물 (2)를 제조하였다. instead was used as a starting material, but compound (2) was prepared in the same manner as in Example 1.
이때, 화합물 (2)는 3,9-bis(2-methylene-(3-(1,1-dicyanomethylene)-indanone))-5,5,11,11-tetrakis(hexyl)-dithieno[2,3-d;2',3'-d']-s-indaceno[1-2b;5,6-b']dithiophene로 명명될 수 있고, 그 구조는 하기와 같다: In this case, compound (2) is 3,9-bis(2-methylene-(3-(1,1-dicyanomethylene)-indanone))-5,5,11,11-tetrakis(hexyl)-dithieno[2,3 -d;2',3'-d']-s-indaceno[1-2b;5,6-b']dithiophene, the structure of which is as follows:
. .
화합물 (2)의 1 Gy 감마선 노출에 따른 광학 특성 변화를 확인한 결과는 표 2 및 도 2(b)에 나타내었다.The results of confirming the optical properties change according to exposure to 1 Gy gamma rays of compound (2) are shown in Table 2 and FIG. 2(b).
표 2 및 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 화합물 (2)의 경우, 화합물 (1)과 동일한 주요 골격 및 말단 작용기를 가지는바, 마찬가지로, 1 Gy 감마선 조사 후 최대 흡광도 파장(λabs max) 및 개시 흡광도 파장(λabs onset)이 모두 감소하는 것으로 확인되고, 1 Gy 감마선 조사 후 밴드갭 에너지가 약 0.36 eV로 크게 증가하는 것으로 확인된다. 따라서, 1 Gy 감마선 노출 후 뚜렷한 색 변화를 가질 것으로 기대된다. As shown in Table 2 and FIG. 2(b), in the case of compound (2), it has the same main skeleton and terminal functional groups as those of compound (1). Similarly, the maximum absorbance wavelength (λ abs max ) after irradiation with 1 Gy gamma rays and the onset absorbance wavelength (λ abs onset ) are both confirmed to decrease, and it is confirmed that the bandgap energy is significantly increased to about 0.36 eV after 1 Gy gamma irradiation. Therefore, it is expected to have a distinct color change after exposure to 1 Gy gamma rays.
한편, 화합물 (2)의 1주일 간 햇빛 노출에 따른 광학 특성 변화를 상온에서 확인한 결과는 도 4(b)에 나타내었다.On the other hand, the result of confirming the optical characteristic change according to the exposure to sunlight for one week of compound (2) at room temperature is shown in Figure 4 (b).
도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 화합물 (2)의 경우, 1주일 간 햇빛 노출 후에도 최대 흡광도 파장(λabs max) 및 개시 흡광도 파장(λabs onset)이 약간 이동하나, 아주 미미한 수준에 불과한 것으로 확인된다. 따라서, 햇빛을 구성하는 적외선, 가시광선 및 자외선 등 광선에는 거의 반응을 하지 않는다고 볼 수 있는바, 육안으로는 색 변화를 감지할 수 없을 것이다. As shown in FIG. 4(b), in the case of compound (2), the maximum absorbance wavelength (λ abs max ) and the onset absorbance wavelength (λ abs onset ) slightly shifted even after exposure to sunlight for one week, but only a very insignificant level confirmed to be Therefore, it can be seen that there is almost no reaction to light rays such as infrared rays, visible rays, and ultraviolet rays constituting sunlight, and the color change cannot be detected with the naked eye.
비교예 1Comparative Example 1
하기 구조를 가지는 화합물 (3)을 준비하였다: Compound (3) having the following structure was prepared:
. .
화합물 (3)의 1 Gy 감마선 노출에 따른 광학 특성 변화를 확인한 결과는 표 3 및 도 2(c)에 나타내었다.The results of confirming the optical properties change according to exposure to 1 Gy gamma rays of compound (3) are shown in Table 3 and FIG. 2(c).
표 3 및 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 화합물 (3)의 경우, 공명 구조를 가지는 화합물이지만, 1 Gy 감마선 조사 후 최대 흡광도 파장(λabs max) 및 개시 흡광도 파장(λabs onset)와, 밴드갭 에너지에 아무런 변화가 없는 것으로 확인된다. 따라서, 1 Gy 감마선 노출 후 색 변화가 육안으로 확인되지 않을 것이다. As shown in Table 3 and FIG. 2(b), in the case of compound (3), although it is a compound having a resonance structure, the maximum absorbance wavelength (λ abs max ) and the starting absorbance wavelength (λ abs onset ) after irradiation with 1 Gy gamma rays and , it is confirmed that there is no change in the bandgap energy. Therefore, no color change will be observed with the naked eye after exposure to 1 Gy gamma rays.
이와 같이, 화합물 (3)의 경우, 높은 에너지를 가지는 감마선에 반응하지 않는 이상, 이보다 낮은 에너지를 가지는 적외선, 가시광선 및 자외선 등 광선에 역시 반응하지 않을 것이다. As such, in the case of compound (3), unless it reacts to gamma rays having high energy, it will not react to light rays such as infrared rays, visible rays and ultraviolet rays having lower energy.
비교예 2Comparative Example 2
하기 구조를 가지는 화합물 (4)을 준비하였다: Compound (4) having the following structure was prepared:
. .
화합물 (4)의 1 Gy 감마선 노출에 따른 광학 특성 변화를 확인한 결과는 표 4 및 도 2(d)에 나타내었다.The results of confirming the optical properties change according to exposure to 1 Gy gamma rays of compound (4) are shown in Table 4 and FIG. 2(d).
표 4 및 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 화합물 (4)의 경우, 공명 구조를 가지는 티오펜계 화합물이지만, 1 Gy 감마선 조사 후 최대 흡광도 파장(λabs max) 및 개시 흡광도 파장(λabs onset)와, 밴드갭 에너지 변화 수준이 미미한 정도에 불과한 것으로 확인된다. 따라서, 1 Gy 감마선 노출 후 색 변화가 육안으로 확인되지 않을 것이다. As shown in Table 4 and Figure 2(b), in the case of compound (4), although it is a thiophene-based compound having a resonance structure, the maximum absorbance wavelength (λ abs max ) and the starting absorbance wavelength (λ abs) after irradiation with 1 Gy gamma rays onset ) and bandgap energy change levels are confirmed to be insignificant. Therefore, no color change will be observed with the naked eye after exposure to 1 Gy gamma rays.
이와 같이, 화합물 (4)의 경우, 높은 에너지를 가지는 감마선에 반응하지 않는 이상, 이보다 낮은 에너지를 가지는 적외선, 가시광선 및 자외선 등 광선에 역시 반응하지 않을 것이다. As such, in the case of compound (4), unless it reacts to gamma rays having high energy, it will not react to light rays such as infrared rays, visible rays and ultraviolet rays having lower energy.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that other specific forms can be easily modified without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative and non-limiting in all respects.
Claims (10)
방사선 감지용 조성물.
A dicyanomethylene group comprising a thiophene-based compound introduced as a terminal functional group
A composition for sensing radiation.
상기 티오펜계 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는, 방사선 감지용 조성물:
[화학식 1]
,
상기 화학식 1에서, R1, R2, R3 및 R4는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; C1~C20의 알킬기; C1~C20의 알킬기로 치환되거나 비치환된 C6~C20 아릴기; 또는 C1~C20의 알킬기로 치환되거나 비치환된 C3~C20의 헤테로아릴기이다.
The method of claim 1,
The thiophene-based compound is a composition for sensing radiation, characterized in that represented by the following formula (1):
[Formula 1]
,
In Formula 1, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different, and each independently hydrogen; C1~ C20 alkyl group; C1~ C20 Alkyl group substituted or unsubstituted C6~ C20 aryl group; Or a C3~ C20 heteroaryl group unsubstituted or substituted with a C1~ C20 alkyl group.
상기 티오펜계 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 디메틸포름알데히드와 1차 반응시키는 단계; 및 상기 1차 반응 생성물을 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물과 2차 반응시키는 단계를 포함하여 제조된 것을 특징으로 하는, 방사선 감지용 조성물:
[화학식 2]
,
[화학식 3]
,
상기 화학식 2에서, R1, R2, R3 및 R4는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소; C1~C20의 알킬기; C1~C20의 알킬기로 치환되거나 비치환된 C6~C20 아릴기; 또는 C1~C20의 알킬기로 치환되거나 비치환된 C3~C20의 헤테로아릴기이다.
The method of claim 1,
The thiophene-based compound may be prepared by first reacting a compound represented by the following Chemical Formula 2 with dimethylformaldehyde; and a second reaction of the first reaction product with a compound represented by the following formula (3), characterized in that it is prepared including the step of, radiation sensing composition:
[Formula 2]
,
[Formula 3]
,
In Formula 2, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different, and each independently hydrogen; C1-C20 alkyl group; C1~ C20 Alkyl group substituted or unsubstituted C6~ C20 aryl group; Or a C3~ C20 heteroaryl group unsubstituted or substituted with a C1~ C20 alkyl group.
상기 티오펜계 화합물은 방사선에 노출된 후 최대 흡광도 파장 및 개시 흡광도 파장이 모두 감소하는 것을 특징으로 하는, 방사선 감지용 조성물.
The method of claim 1,
The thiophene-based compound is characterized in that both the maximum absorbance wavelength and the onset absorbance wavelength decrease after exposure to radiation, a composition for sensing radiation.
상기 티오펜계 화합물은 방사선 노출 전 개시 흡광도 파장이 650 nm 내지 750 nm이고, 방사선 노출 후 개시 흡광도 파장이 500 nm 내지 600 nm인 것을 특징으로 하는, 방사선 감지용 조성물.
The method of claim 1,
The thiophene-based compound has an onset absorbance wavelength of 650 nm to 750 nm before exposure to radiation, and an onset absorbance wavelength of 500 nm to 600 nm after exposure to radiation, a composition for sensing radiation.
상기 티오펜계 화합물은 방사선에 노출된 후 밴드갭 에너지가 증가하는 것을 특징으로 하는, 방사선 감지용 조성물.
The method of claim 1,
The thiophene-based compound is a composition for sensing radiation, characterized in that the bandgap energy increases after exposure to radiation.
상기 티오펜계 화합물은 방사선 노출 전 밴드갭 에너지가 1.50 eV 내지 1.80 eV이고, 방사선 노출 후 밴드갭 에너지가 2.00 eV 내지 2.30 eV인 것을 특징으로 하는, 방사선 감지용 조성물.
The method of claim 1,
The thiophene-based compound has a band gap energy of 1.50 eV to 1.80 eV before exposure to radiation, and a band gap energy of 2.00 eV to 2.30 eV after exposure to radiation, a composition for sensing radiation.
상기 방사선의 에너지는 0.1 Gy 내지 100 Gy인 것을 특징으로 하는, 방사선 감지용 조성물.
The method of claim 1,
The energy of the radiation is 0.1 Gy to 100 Gy, characterized in that the radiation sensing composition.
A visualization material for sensing radiation using the composition according to any one of claims 1 to 8.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4918317A (en) | 1987-07-02 | 1990-04-17 | The Mead Corporation | Radiation dosimeter |
KR920000007A (en) * | 1990-02-28 | 1992-01-10 | 칼 헤르만 마이어-둘호이어, 빈 프리트 게어만 | Negative-acting radiation-sensitive mixtures and radiation-sensitive recording materials prepared therefrom |
JP2011145186A (en) * | 2010-01-15 | 2011-07-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Radioactive element detecting compound, radioactive element detecting instrument using the same, and radioactive element detection method |
US9459356B2 (en) * | 2011-08-02 | 2016-10-04 | Vieworks Co., Ltd. | Composition for radiation imaging detector and a radiation imaging detector comprising the same |
JP2018140974A (en) * | 2017-02-28 | 2018-09-13 | 国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 | Radiation detection method and device, and novel compound used therefor |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4918317A (en) | 1987-07-02 | 1990-04-17 | The Mead Corporation | Radiation dosimeter |
KR920000007A (en) * | 1990-02-28 | 1992-01-10 | 칼 헤르만 마이어-둘호이어, 빈 프리트 게어만 | Negative-acting radiation-sensitive mixtures and radiation-sensitive recording materials prepared therefrom |
JP2011145186A (en) * | 2010-01-15 | 2011-07-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Radioactive element detecting compound, radioactive element detecting instrument using the same, and radioactive element detection method |
US9459356B2 (en) * | 2011-08-02 | 2016-10-04 | Vieworks Co., Ltd. | Composition for radiation imaging detector and a radiation imaging detector comprising the same |
JP2018140974A (en) * | 2017-02-28 | 2018-09-13 | 国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 | Radiation detection method and device, and novel compound used therefor |
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