박문정 교수 연구실
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사슬말단·링커 화학 기반 블록 공중합체 네트워크 나노구조 제어 연구

End-group and linker directed block copolymer network nanostructure control

연구 내용

블록 공중합체의 말단/링커 상호작용을 설계해 self-assembly로 형성되는 gyroid, diamond, primitive 네트워크 상을 열역학적으로 안정화하고, 기능성 나노구조 템플릿을 확보하는 연구

블록 공중합체는 다양한 나노구조를 제공하지만, packing frustration가 큰 네트워크 형태를 열역학적으로 안정화하는 데 어려움이 있습니다. 본 연구는 end group과 linker chemistry를 통해 말단-말단 결합 강도와 곡률 초기 형상을 조절하여 gyroid 수준의 골격 응집보다는 plumber’s nightmare로 대표되는 네트워크 상 안정성을 유도합니다. 또한 사슬말단 기능화가 위상공간을 확장함을 바탕으로, 응용 소재를 위한 조절 가능한 3D 네트워크 나노구조를 구현하는 차별성을 보유합니다.

관련 연구 성과

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연구 흐름

초기에는 블록 공중합체의 self-assembly에서 network morphologies가 나타나는 물리적 조건을 규명하고, thermodynamically stable plumber’s nightmare 구조의 형성 논리를 정리했습니다. 이후에는 end group과 linker chemistry를 결합해 gyroid, diamond, primitive 계열의 네트워크 상으로 phase space를 확장하는 방향으로 연구를 수행했습니다. 2024년 이후에는 이 접근을 고밀도 네트워크 기반 소재 설계로 연결하고, 2025년에는 사슬말단 화학을 중심으로 열전이, 상거동, 계면 기능성과 응용(전해질·기계·광 메타물질)을 통합해 정리하는 흐름으로 발전했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

  • 광학 메타물질용 3D 나노구조 템플릿
  • 기계 메타물질의 변형 특성 제어
  • 고정밀 나노패터닝용 하향식 대체 프레임
  • 구조-물성 상관관계 기반 고강도 네트워크
  • 다중 위상 공존 구조의 조절형 설계
  • 계면 기능화를 통한 접착·코팅 소재
  • 전해질 기반 이온 채널 구조 설계의 기초
  • 다공성 네트워크의 이종 소재 함침 플랫폼
  • 감응형 광학/전자 소자용 표면 미세구조
  • 대면적 공정 적용을 위한 자기조립 레시피

관련 논문

구분

제목

1

Thermodynamically stable plumber’s nightmare structures in block copolymers

2

Polymer chain-end chemistry: Unlocking next-generation functional materials

3

Block Copolymer Electrolytes with Double Primitive Cubic Structures: Enhancing Solid-State Lithium Conduction via Lithium Salt Localization

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정밀 고분자 자기조립 연구단

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