대구대, 백금 기반 분자 이성질체 이용 세계 첫 발광색 변화 기술 개발

대구대학교는 위경량 화학과 교수 연구팀이 백금 기반 분자 이성질체를 이용해 고체 물질의 발광 색을 변화시키는 기술을 세계에서 처음으로 개발했다고 11일 밝혔다.

기존 불가능했던 물질의 이성질체를 이용한 효과적인 발광 색 조작을 가능하게 한 첫 사례로 고체 물질 발광 방식의 획기적인 변화를 불러일으킬 수 있어 학계와 산업계의 주목받는 연구결과다.

발광 색 변화 구현 및 원리 이미지. 대구대학교 제공

이성질체는 분자식은 같지만 구성 원자의 연결 상태가 서로 다른 화합물을 뜻한다. 서로 다른 화합물을 조합하는 기존 방식보다 발광색 조절이 쉽고, 효율적인 방식으로 평가된다.

연구팀은 플래티넘(백금) 복합체의 도너-억셉터 리간드의 단순한 이성질체 변화로 발광 색이 변화하는 특성을 규명했다. 도너-억셉터 리간드를 포함한 이성질체 플래티넘 복합체는 고체 상태에서의 방출 스펙트럼 및 집적체 유도 발광에서 녹황색에서 붉은색까지의 유의미한 인광 발광 색차를 보였다. 이는 허쉬펠드 분석을 통해 리간드 이성질체에 따라 플라티넘 복합체의 분자 배열 모드와 밀접하게 연관돼 있음을 확인했다.

단순한 이성질체 변화는 분자 배열 모드 내에서 인광 특성을 결정하는 금속-리간드 전하 이동 상태와 백금 중심 상호작용에 영향을 미쳐 독특한 발광 특성으로 이어짐을 확인했다. 이번 연구 성과는 분자 이성질체를 활용한 광학 특성 변화 연구의 중요한 방법론을 제공한 것으로, 다양한 분야에 응용 및 활용가능할 것으로 기대된다.

위경량(왼쪽부터) 교수(교신저자), 채민정 석사졸업, 김민지 박사과정, 안민아 박사과정. 대구대학교 제공

위경량 교수는 “광학 특성 분석 및 감지를 위한 응용 분야에서 유용하게 활용될 수 있을 뿐만 아니라, OLED·생체 이미징·광전자공학·센서 등 다양한 분야에서 새로운 발광 물질의 개발에 기여할 것”이라고 말했다.

한편, 이번 연구결과는 한국연구재단이 추진하는 우수신진연구 및 중견연구사업 과제로 수행됐다. 최근 광과학 및 재료 분야 국제학술지인 '어드밴스드 옵티컬 머트리얼즈' 온라인판에 게재됐다.

대구=김덕용 기자 kimdy@segye.com