화학실험기법2_Color-Tunable Light-Emitting Polymers via the Controlled Oxidation of MEH-PPV

소개글

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목차

1. Abstract
2. Introduction
3. Experimental procedure
4. Result and Discussion
5. Conclusion
6. Reference

본문내용

Abstract : 발광 고분자를 산화시킴으로써 최대 발광 파장을 조절할 수 있다. poly[2methoxy-5-(2’-ethylhexyloxy)-p-phenylenevinylene] (MEH-PPV)는 고분자 사슬에 단일결합과 이중결합이 반복적으로 나타나는 전도성 공액 고분자이다. 이로 인해 비교적 낮은 밴드갭 에너지를 갖고 이는 가시광 영역의 파장에 해당한다. MEH-PPV를 산화제인 meta-chloroperbenzoic acid (m-CPBA)로 산화시키면 conjugated c-c bond의 이중결합이 epoxide로 바뀌며 공액 길이가 짧아지며 밴드갭이 커진다. 본 실험에서는 이를 이용하여 고분자가 산화될수록 밴드갭 에너지가 커지며 최대 흡광 피크에서는 청색 편이가, 최대 발광피크에서는 적색 편이가 나타나는 것을 관찰할 수 있었다. 산화를 진행 시킨 시간이 길수록 고분자에 친화적인 용매일수록 최대 흡광 피크가 더욱 청색 편이 되는 것을 확인했다. 고분자의 구조에 따라 광학적 성질이 달라짐을 확인할 수 있었다.

Introduction
형광성 분자 혹은 나노 입자는 sensitivity가 높고, multiplexing 기능이 간단하여 다양한 sensing 분야에서 활용되고 있다. 공액 고분자는 고분자 main 사슬에서 단일결합과 이중결합이 반복적으로 나타나는 pi-conjugated polymer를 말하는데, 낮은 밴드갭 에너지를 가지며 가시광 영역의 빛을 흡수하거나 방출하는 특징을 갖는다. 본 실험에서 사용하는 MEH-PPV 역시 대표적인 공액 고분자 중 하나로서 낮은 밴드갭 에너지를 갖고, 파이 결합에 존재하는 전자들이 비편재화 되어 자유롭게 움직이면서 전도성을 갖는다. 이러한 MEH-PPV의 구조는 Figure 1의 오른쪽에서 찾아볼 수 있듯이 methoxy와 ethyl hexyl oxy의 작용기를 갖고 phenylene vinyl이 main 사슬이다. 공액 고분자의 특성을 이용하여 태양전지나 발광다이오드, 트랜지스터 등 반도체 소자의 active layer로 활용할 수 있다.

참고 자료

Duncan, T. V.; Park, S. -J. A New Family of Color-Tunable Light-Emitting Polymers with High Quantum Yields via the Controlled Oxidation of MEH-PPV. J. Phys. Chem. B. 2009, 113, 13216-13221.
이화여자대학교. 2023-2 Lecture PPT. 2023. 34-37.
이화여자대학교. 2023-2 Lab Manual. 2023. 16-20