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Polydiacetylene-Based Chemosensors for Hydrogen Chloride Gas and Low Temperature
- Title
- Polydiacetylene-Based Chemosensors for Hydrogen Chloride Gas and Low Temperature
- Authors
- 김지영
- Issue Date
- 2017
- Department/Major
- 대학원 화학·나노과학과
- Publisher
- 이화여자대학교 대학원
- Degree
- Master
- Advisors
- 윤주영
- Abstract
- Polydiacetylenes (PDAs) based colorimetric chemosensors for hydrogen chloride gas and for low temperature were devised.
In chapter I, the colorimetric sensor for hydrogen chloride gas based on polydiacetylenes, PDA-IM bearing imidazole was developed. The imidazole head of PDA-Im react with HCl gas and is protonated to make positive charge, resulting blue to red color transition by charge-charge repulsion. This phase transition is monitored by naked eye and UV-Vis spectroscopy. By spin-coated on glass, it can detect HCl gas conveniently.
In chapter II, the novel colorimetric polydiacetylene-based sensor for low temperature was devised. The Bis-PDA-Pentanediol exhibits red color at room temperature and when immersed into liquid nitrogen, its color is changed to blue. Bis-PDA-Pentanediol-embedded PDMS film has thermochromic color transition in a range from 96 K to 375 K. Using Bis-PDA-Penatanediol, UV-Vis absorption and Raman spectroscopic experiments were carried out.;폴리디아세틸렌(Polydiacetylenes, PDAs) 센서는 공액 고분자 중 하나로, 스마트 분자로서 각광 받고 있다. PDAs는 자기 조립된 디아세틸렌(diacetylene, DA) 초분자에 UV광이나 감마선, 플라즈마를 조사하여 중합할 수 있는 공액고분자이다. 이 과정에서 촉매나 개시제가 필요하지 않아, 높은 순도의 고분자를 얻을 수 있다. 이렇게 중합된 PDAs는 수용액에서 막 소포체나 필름 형태를 보여, 바이오센서로의 응용 가능성을 가진다. 또한, 외부 자극에 의해 최대 흡수 파장 650 nm의 청색에서 최대 흡수 파장 550 nm의 적색으로 확연한 색 변화를 보이며, 이는 맨 눈이나 흡광 광도계로 쉽게 관찰할 수 있다. 이러한 색 변화와 함께 “Off-On” 형태로 형광이 증가를 보인다. 이러한 PDAs의 우수한 특성을 이용하여, 온도, 각종 기체, 수분, 탄화수소, 금속 이온, 음이온, 효소, 계면 활성제, 박테리아 등을 검출하는 센서들이 발표되었다.
1 장에서는 염화 수소 가스를 색 변화로 검출 할 수 있는 폴리디아세틸렌 고분자를 개발하였다. 이 PDA 고분자는 이미다졸 인식자리를 가져 염화 수소 가스에 의해 양자화된다. 이렇게 형성된 양전하는 PDA 고분자 주쇄의 유효 공액 길이를 변화시킴으로써 색 전이를 유발한다. 이 센서 유리 기판에 스핀 코팅되어 높은 이동성을 가지며, 염화 수소 가스를 육안으로 검출 가능하다는 장점을 가진다. 또한 염화 수소 가스에 높은 선택성을 보인다.
2 장에서는 폴리디아세틸렌 기반의 저온 감온 센서를 개발하였다. 이 폴리디아세틸렌 고분자를 이용하여 유리 기판에 스핀 코팅하거나, PDMS 고분자와 섞어 필름을 제작하였다. 이 센서는 최초로 저온에서 색 변화를 보인다. 또한, 기존에 보고된 다른 폴리디아세틸렌 센서보다 넓은 범위인 96 K에서 375 K에서 색 전이를 가진다. 이러한 감온 반응은 육안뿐만이 아니라 흡광 광도계와 라만 광도계를 이용하여 확인할 수 있었다.
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- 일반대학원 > 화학·나노과학과 > Theses_Master
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