[상암고분자상-심홍구 회원 수상] "에너지 전이에 의한 고분자 LED의 전기발광 효율의 향상" 에 관한 연구 업적

(1)

784 Polymer Science and Technology Vol. 12, No. 5, October 2001

상암고분자상-심홍구 회원 수상

“ 에너지 전이에 의한 고분자 LED의 전기발광 효율의 향상”에 관한 연구 업적

심홍구 1946. 3. 15 1969. 2 1984. 2 1984～1993 1987～1988 1991～1992 1994～1995 1997 1997～1999 1998～1999 1998～1999 1993～현재 1998～현재 1999～현재 2001～현재 2001～현재

황해도 연백 출생 한남대 화학과 졸업

고려대 대학원 화학과 (이학박사) KAIST 화학과 조교수, 부교수 University of Massachusetts 연구원 KAIST 화학과 학과장

KAIST 학생처장

University of Massachusetts 초빙교수

유기전기 발광소재 및 소자 연구회(과학재단) 회장 한국 고분자 학회 충청지부장

한국 고분자 학회 분자전자 부문위원장 KAIST 화학과 교수

한국 고분자 학회 이사 한국과학기술한림원 정회원 폴리머지 편집위원장 KAIST 자연과학부 학부장

이 연구는 고분자 전기발광에서 빛 발광효율이 매우 작아 실용화가 어려운 적색 발광 고분자와 강한 빛 을내는 청색 발광고분자를 blend시켜 높은 에너지 상태의 청색 발광고분자로부터 낮은 에너지 상태의 적색 발광고분자로 에너지 전이를 일으켜 적색 발광효율을 크게 향상 시킴으로써 응용 가능성을 높인 연구이다.

이 연구는 향후 서로 다른 에너지 상태에 있는 고분자나 유기 발광물질들을 서로 blend시켜 낮은 에너지 상태에 있는 발광물질의 효율을 크게 향상시켜 실제 소자응용에 이용될 수 있다는 것을 보여 주었다. 즉 MEH-PPV나 thiophene 함유 유기고분자들은 일반적으로 황색이나 적색 발광물질로 그 효율이 청색이나 녹색 발광물질들에 비해 낮다. 이러한 적황색 발광고분자와 청녹색 계열의 PPV 유도체나 polyfluorene 등 을 blend하면 기존의 적황색 발광효율을 수십배 이상 향상시킬 수 있어 강한 적황색 발광물질로 이용될 수 있다. 이러한 현상은 blend 고분자들의 파장에 따른 photoluminescence 실험과 시간에 따른 fluores- cence decay 실험 등을 통해 입증하였으며 청색 발광고분자의 하나인 DSiPV와 황색 발광고분자인 MEH-PPV의 15:1 blend 계에서 MEH-PPV 단독의 경우에 비해 무려 400배 이상이나 증가된 상대적인 양자 효율을 보였다. 이에 관한 연구 내용은 Macromolecules (vol. 29, 1996)와 Chemistry of Materials (vol. 8. 1996) 에 발표되었다. 또한 다양한 색을 내는 각종 PPV 유도체들의 합성, 청색 및 적색 발광 chromophore를 이용한 공중합체들의 합성을 통한 color tuning 등을 집중적으로 연구하여 이 분야의 연구 활성화에 크게 기여하였다.

(2)

고분자과학과 기술 제 12 권 5 호 2001년 10월 785 조종수

1945. 4. 19 1966～1970 1974～1976 1976～1979 1979. 6～1998. 8 1982～1983 1983～1984 1990. 9～1991. 1 1991. 2～1992. 7 1998. 9～현재 1979～현재

1996～현재 2001～현재

전북 전주 출생

서울대 농대 잠사과 졸업(농학사)

동경농공대학 고분자공학과 석사과정 수료(공학석사) 동경공업대학 고분자공학과 박사과정 수료(공학박사) 전남대 공대 조교수, 부교수, 교수

미국 워싱톤 주립대학교 박사연구원 미국 유타 주립대학교 박사연구원 동경공업대학 교환교수

미국 유타 주립대학교 Research Associate 서울대 농생대 농생명공학부 교수

한국고분자학회회원, 편집위원(1980), 국제협력위원(1996), 의료용고분자 분과위원장(2000～현재)

한국생체재료학회 감사 한국키틴키토산학회 부회장

친수성과 소수성부분으로 구성된 블록공중합체는 대부분 미크로 상분리 구조를 갖고, 이러한 고분자 표 면은 혈액적합성을 향상시킨다고 보고되고 있다. 본 연구는 불록공중합체의 표면구조와 혈액적합성과의 관 계를 좀 더 명확히 밝히기 위하여 소수성으로는 poly(γ-benzyl L-glutamate) (PBLG)와 친수성으로는 poly(ethylene oxide)로 구성된 블록 공중합체를 합성하고,¹ 이러한 블록공중합체는 단분자막과² 자기집합 된 누적막^3,4(Langmuir-Blodgett)(LB)이 보통의 casting막에 비하여 혈액세포나^5,6 섬유상 세포가⁷ 많은 접착성과 성장성을 보임을 나타냈다. 또한 자기집착된 누적막을 이용하여 합성 세포외물질(extracellular matrix)(ECM)과⁸ 천연의 ECM의^9–11 배위자를 배향시켜 세포의 특이적 인식성을 증가시겼다. 블록공중합 체는 고분자 미셀을 형성하기 때문에 자기집합된 나노입자를 만든다. 소수성부분으로는 PBLG,¹² poly (L-leucine)이나¹³ poly(ε-caprolactone)을^14,15 친수성 부분으로는 PEO나¹⁶ poly(N-isopropylacryl am- ide)(PNIPAAm)^17–19로 구성된 나노입자를 만들어 약물전달계로서의 가능성을 제시하였다. 이성분계의 블 록공중합체만이 아니라 여섯성분계의 다원블록공중합체도 수십 나노미터의 나노입자를 만든다는 것이 밝혀

져^20–22 소수성약물의 운반체로서의 가능성을 in vitro와 in vivo에서 보여주었다. 간세포와 특이적 상호작용

을 갖는 가락토스기를 포함한 양매성 고분자를 안정제로 하면 단일 고분자도 나노입자를^23,24 만들 수 있고 여기에 세포골격을 변화시키는 약을 담지시켜 간세포의 리셉터를 통하여 집중적으로 이약을 운반시켜 세포 의 기능을 조절할 수 있도록 하여 세포 학자들에게 새로운 약물전달 방법론을 제시하였다.

자기 집합된 나노입자의 속(core)에 있는 소수성 부분의 PBLG는 광학활성을 나타내면서 α-helix의 2 차구조를 그대로 유지하는데 친수성 부분의 PEO와 이성분계의 블록공중합체의 PBLG의 광학활성은 PEO 성분의 함량에 따라서 L체에서 D체로 바꾸어지는 것이 확인되었다.²⁵ 최근에 주목받고 있는 유기전자발광 재료는 원래 광학활성을 띄지 않으나 나노입자의 core에 있는 광학활성을 띄는 PBLG와 소수성결합을 함 으로서 광학활성을 나타내는 것이 확인되고^26,27 이러한 성질로 인하여 새로운 자기집합된 나노입자형

상암고분자상-조종수 회원 수상

“ Self-Assembled Polymeric System의 구축과 의용재료에의

응용”에 관한 우수한 연구 업적

(3)

786 Polymer Science and Technology Vol. 12, No. 5, October 2001 전자재료에로의 가능성을 제시하였다. 이와 같이 친수성과 소수성으로 구성된 블록공중합체는 자기 집합형

누적막과 나노입자가 형성됨이 확인되어 이것이 세포의 접착과 성장성을 통제하고 약물이나 유기 전자발광 재료의 담체로서의 가능성을 제시함으로써 학문적 발전에 기여하였다.

참 고 문 헌

1. C. S. Cho, S. U. Kim, and T. Komoto, Makromol. Chem., 191, 981(1990).

2. C. S. Cho, R. Nagata, A. Yagawa, S. Takahashi, M. Kurou, and T. Akaike, J. Polym. Sci.; Polymer Letter, 28, 89(1990).

3. C. S. Cho, S. C. Song, M. Kurou, and T. Akaike, J. Colloid Interface Sci., 137, 292(1990).

4. C. S. Cho and T. Akaike, Thin Solid Films, 264, 82(1995).

5. C. S. Cho, T. Takayama, and T. Akaike, J. Biomed. Mat. Res., 24, 1369(1990).

6. C. S. Cho, T. Kotaka, and T. Akaike, J. Biomed. Mat. Res., 27, 199(1993).

7. C. S. Cho, A. Kobayashi, M. Goto, K. H. Park, and T. Akaike, J. Biomed. Mat. Res., 32, 425(1996).

8. C. S. Cho, M. Goto, A. Kobayashi, K. Kobayashi, and T. Akaike, J. Biomat. Sci.: Polymer Edn., 7, 1097(1996).

9. M. Hara, M. Higuchi, N. Minoura, S. Ouchi, C. S. Cho, T. Akaike, and A. Higuchi, J. Japanese Chem. Soc., 483(1996).

10. A. Higuchi, S. Uchiyama, M. Demura, T. Asakura, C. S. Cho, T. Akaike, H. Takarada, and M. Hara, Cy- totechnology, 31, 233(1999).

11. A. Higuchi, S. Tamiya, T. Tsubomura, A. Katoh, C. S. Cho, T. Akaike, and M. Hara, J. Biomat. Sci.: Polymer Edn., 11, 903 (2000).

12. Y. I. Jeong, S. H. Kim, J. W. Na, Y. M. Lee, Y. K. Sung, T. Akaike, and C. S. Cho, J. Controlled Rel., 51, 169(1998).

13. H. J. Kim, Y. I. Jeong, S. H. Kim, Y. M. Lee, and C. S. Cho, Arch. Pharm. Res., 20, 324(1997).

14. I. G. Shin, S. Y. Kim, Y. M. Lee, C. S. Cho, and Y. K. Sung, J. Controlled Rel., 51, 1(1998).

15. S. Y. Kim, I. G. Shin, Y.M. Lee, C. S. Cho, and Y. K. Sung, J. Controlled Rel., 51, 13(1998).

16. I. J. Oh, K. Y. Lee, H. Y. Kwon,, Y. B. Lee, S. C. Shin, C. S. Cho, and C. K. Kim, Int. J. Pharma., 181, 107(1999).

17. C. S. Cho, J. B. Chon, Y. I. Jeong, I. S. Kim, S. H. Kim, and T. Akaike, Makromol. Rapid Commun., 18, 361(1997).

18. J. B. Cheon, Y. I. Jeong, and C. S. Cho, Polymer, 40, 2041(1999).

19. I. S. Kim, Y. I. Jeong, C. S. Cho, and S. H. Kim, Int. J. Pharma., 205, 165(2000).

20. J. W. Nah, Y. I. Jeong, and C. S. Cho, J. Polym. Sci., 36, 415(1998).

21. Y. I. Jeong, J. W. Nah, H. C. Lee, S. H. Kim, and C. S. Cho, Int. J. Pharma., 188, 49(1999).

22. J. W. Nah, Y. I. Jeong, C. S. Cho, and S. I. Kim, J. Appl. Polym. Sci., 75, 1115(2000).

23. C. S. Cho, Y. I. Jeong, T. Ishihara, J. U. Park, K. H. Park, A. Maruyama, and T. Akaike, Biomaterials, 18, 323(1997).

24. C. S. Cho, A. Kobayashi, R. Takei, T. Ishihara, A. Maruyama, and T. Akaike, Biomaterials, 22, 45(2001).

25. C. S. Cho, J. W. Nah, Y. I. Jeong, J. B. Cheon, S. Asayama, H. Ise, and T. Akaike, Polymer, 40, 6769(1999).

26. T. W. Chung, J. W. Nah, T. Akaike, Y. H. Park, and C. S. Cho, Polymer, 41, 6421(2000).

27. T. W. Chung, B. J. Kim, S. Y. Park, T. Akaike, J. W. Nah, and C. S. Cho, Macromolecules, 24, 8921(2000).