Multiple Patterning of Liquid Crystal Elastomer Containing −S−S− and −Se−Se− Linkages by Dynamic Exchange Reactions = −S−S− 및 −Se−Se− 결합을 포함한 액정 엘라스토머의 동적 교환 반응 기반 다중 패터닝

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 −S−S− 및 −Se−Se− 결합을 포함하는 액정 올리고머를 이용하여 모노도메인 액정 엘라스토머(CLCE)를 개발하고, 이들의 파장 의존적 동적 교환 반응(dynamic exchange reaction, DER)에 기반한 패터닝 가능성을 탐구하였다. 다량의 이황화 및 이셀렌화 결합은 Thiol-acrylate Michael addition 반응을 통해 합성된 주쇄 액정 올리고머에 도입되었으며, 이로부터 CLCE 필름을 제조하였다. 이후 자외선(UV) 조사를 통해 네트워크 내에 −S−S−, −Se−Se−, −Se−S− 결합이 공존하는 구조를 형성하였고, 이러한 다양한 동적 공유 결합의 존재는 서로 다른 결합 에너지 차이에 기반하여 파장 조건에 따른 선택적 DER을 가능하게 하였다.
제작된 CLCE 필름은 기계적 연신 시 포토닉 반사의 청색 편이를 보이며, 포토마스크를 적용한 선택적 광 조사에 의해 국소적으로 DER이 유도되어 고대비 패턴 형성이 가능함을 확인하였다. 특히, 서로 다른 파장대의 광 조사에 따라 응력 완화 정도가 조절되어 다중 패터닝이 가능하였으며, 이는 기계적 변형과 광자극을 결합한 새로운 리프로그래밍 전략으로 작동하였다.
따라서 본 연구에서 개발된 CLCE 필름은 광유도 패터닝, 리프로그래밍, 고해상도 이미지 저장 등으로의 확장이 가능하며, 디스플레이, 위조 방지, 센서, 스마트 광학 필름 등 다양한 응용 분야에 활용될 수 있는 잠재력을 지닌다.

목차 (Table of Contents)

• 1. INTRODUCTION 1
• 2. EXPERIMENTAL 7
• 2.1 Materials 7
• 2.2 Synthesis of OPDSPA 8
• 2.3 Synthesis of ABES 12
• 2.4 Fabrication of the xCLCESeS 16
• 2.5 Measurements 17
• 3. RESULTS AND DISCUSSION 19
• 3.1. Structure of the xCLCESeS film 19
• 3.2. Mechanochromic behavior of the xCLCESeS film 25
• 3.3. Actuation of the MCLCESeS film 33
• 3.4. Patterning of the MCLCESeS film 36
• 4. CONCLUSION 37
• 5. REFERENCES 39
• 6. ABSTRACTS (Korean) 44