기능성 재료에 키랄리티(chirality)를 통합하면 이진 점등(켜기/끄기)을 넘어 빛-물질 상호작용을 제어할 수 있다. 기존의 포토액추에이터(photoactuator)는 이진 변조에 의존하므로 단방향 운동에 한정된다. 이에 반해, 우리는 원편광 원(CPL, circularly polarized light)의 키랄성(handedness)에 의해 구동 방향을 부호화하는 3진(ternary) 광학 논리 패러다임을 도입한다. 여기서 분자 키랄리티와 기계적 구동을 연결하는 키랄 TiCT MXene 플랫폼을 구축한다. 페닐알라닌(phenylalanine) 에난티오머(enantiomer)는 키랄 나노페인팅(chiral nanopainting)을 통해 MXene 나노플레이크(nanoflake) 위에 공유결합으로 고정한다. 2차원 구속(confinement)은 리간드를 수직으로 정렬된 초분자(supramolecular) 네트워크로 강제한다. 층간 간격 분석과 시뮬레이션은 이러한 초분자 네트워크가 자외선부터 근적외선까지 이례적으로 넓은 대역의 원편광 이색성(circular dichroism, CD)을 가능하게 함을 뒷받침한다. 이러한 초분자 키랄리티는 MXene의 플라즈모닉(plasmonic) 특성과 시너지 효과를 발휘하여 손잡이(좌/우)에 따른 광열 변환을 유도하며, 매칭된 CPL과 불일치한 CPL 사이에 30%의 온도 상승 차이를 보인다. 이 키랄 MXene을 열반응성 하이드로젤(thermoresponsive hydrogels)에 내재화함으로써, 우리의 지식에 따르면, LCP/RCP/off를 3진 입력으로 사용하여 광열 메커니즘에 기반한 다방향 변형을 프로그래밍하는 최초의 CPL 구동 연성 액추에이터(soft actuator)를 구현한다. 분자-거대 규모 번역(molecular-to-macroscopic translation)은 키랄리티가 부호화된 연성 로보틱스(soft robotics)와 적응형 광자공학(adaptive photonics)을 위한 새로운 패러다임을 제시한다.
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