KIC News, Volume 21, No. 2, 2018
KIC News, Volume 21, No. 2, 2018 53
JST, 나노그래핀을 지퍼처럼 깔끔하게 합성하는 데 성공
일본 과학기술진흥기구(JST) 전략적창조연구추진사업 ERATO 이타미분자나노카본 프로젝트의 이타미 켄이치로(伊丹 健一郎) 교수 등의 연구그룹은, 마치 지퍼처럼 벤젠 고리를 잇는 새로운 전략을 통해 그래핀 의 부분 구조인 나노그래핀을 정밀하고 간편하게 합성하는 방법을 개발했다.
탄소 원자만으로 이루어진 시트상의 물질인 나노그래핀은 벤젠 고리가 다수 연결된 구조를 하고 있다. 뛰 어난 전기적 성질을 나타내기 때문에 많은 전자 기기에 응용되는 등 차세대 소재로 주목받고 있다. 그러나 벤젠 고리를 자유롭게 연결하기 어렵기 때문에 구조가 정밀하게 제어된 나노그래핀을 합성하기 어려웠다.
본 방법의 핵심은 지퍼의 잠금 부분이 되는 고리 구조(트리페닐렌 구조)의 구축을 가능하게 하는 팔라듐 촉매를 이용한 새로운 반응이다. 먼저 직선 와이어 같은 벤젠 고리가 결합된 분자인 페닐렌끼리를 팔라듐 촉매로 고리 구조를 만들면서 연결하여 튼튼한 트리페닐렌 구조로 유도한다. 연속 반응을 통해 지퍼를 닫 듯이, 페닐 렌 벤젠 고리가 서로 연결되어 나노그래핀으로 효율적으로 변환된다.
본 연구 성과는 단일 구조의 나노그래핀의 단공정 합성의 실현과 새로운 기능성 재료를 개발하는 데 있 어 획기적인 성과이다.
본 연구 성과는 2018년 1월 25일 미국 과학지 Science 온라인판에 공개되었다(※발표논문참조).
※발표논문 : Yoshito Koga, Takeshi Kaneda, Yutaro Saito, Kei Murakami, Kenichiro Itami, “Synthesis of partially and fully fused polyaromatics by annulative chlorophenylene dimerization”, Science, 26 Jan 2018
DOI: 10.1126/science.aap9801
Figure. 연구의 개요. ① 고리 구조를 구축하면서 클로로페닐렌을 연결함으로써 지퍼의 기점이 되는 고리구조의 구축이 가능해진다. ② 숄(Scholl) 축환반응을 이용하여, 지퍼를 닫듯이 나노그래핀을 생성한다.
출처: 2018.01.25. JST(http://www.jst.go.jp/pr/announce/20180126/index.html) 작성: 소 대 섭 (한국과학기술정보연구원)
