액정(LC)은 액체와 결정의 고유한 성질을 독특하게 결합함으로써 분자 수준의 사건을 감지하고 이를 거시적 광학 출력으로 증폭할 수 있어, 자극 반응형 재료로서 널리 사용되고 있다. 그러나 특정 분자 간 사건에 대해 높은 수준의 선택성을 부여하는 일은 여전히 핵심 과제로 남아 있으며, 이에 따라 화학적으로 기능화된 LC 계면에 관한 선행 연구들이 이루어져 왔다. 본 연구에서는 LC 계면에서 새 기능 분자, 유기 이온성 플라스틱 결정(OI)이 LC와 갖는 배향(orientational) 결합에 대한 심층적 근본 이해를 바탕으로, 화학 반응성(chemo-responsive) LC의 설계를 유의미하게 진전시키기 위한 통합적 전략을 제안한다. 계산 시뮬레이션과 실험적 검증을 함께 수행함으로써, OI의 각 기능기(이-카티온성 머리기, 알리파틱 사슬, 대향 이온)가 LC와 상호작용하는 상관적 연관성을 밝혀, LC의 화학 반응성 특징을 조절하는 데 탁월한 자유도를 제공한다. 특히, OI의 결정성은 대향 이온이 미치는 영향에 대한 새로운 통찰을 제공하여, 인접 분자들과의 구별되는 사중극자(Quadrupolar) 상호작용을 유도함을 확인하였다. 종합하면, 본 결과는 아세트산에 대한 OI의 분자 결합과 프로피온산에 대한 OI의 분자 결합(탄소 1개 차이)처럼 특정 분자 간 사건을 명시적으로 구별할 수 있는 화학 반응성 재료를 위한 일반화 가능한 설계 원리를 제공한다.

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