양면성 사다리형 고분자: 키랄성 합성 및 스핀 선택성

고분자 구조 개념의 발전은 분자 조직화 및 새로운 기능 구현에 중요한 역할을 해왔다. 본 연구에서는 키랄성 보조 합성 전략을 통해 두 개의 명확히 다른 면을 가진 강성 이중 가닥 골격인 '양면성 사다리형 고분자'를 개발했다. 이는 sp3 탄소쌍에 syn 입체화학을 갖는 두 개의 다른 치환기를 포함하는 C2-키랄 2,8-다이브로모인덴오플루오렌 단량체를 설계하여 단일 사다리화 기하학적 구조만 가능하도록 구현했다. 거울상 이성질체 순수 단량체와 다이보론산염 공단량체를 스즈키-미야우라 조건에서 중합하여 전구체 고분자를 합성한 후, 위치 선택적 사다리화 반응을 통해 면 분화가 완전히 보존된 잘 정의된 양면성 사다리형 고분자를 얻었다. 동종 키랄 양면성 사다리형 고분자는 고체 상태에서 새로운 키로광학적 거동을 보였다. 박막은 단량체 또는 비사다리형 유사체보다 100배 이상 강한 원형 이색성 강도를 가진 단일 방향 초분자 나선을 형성했다. 또한, 이 필름은 전구체 고분자를 훨씬 능가하는 ±90% 이상의 스핀 편극 값과 두 거울상 이성질체에 대해 반대 부호를 갖는 강력한 키랄성 유도 스핀 선택성(CISS)을 나타냈다. 이러한 결과는 양면성 사다리형 고분자가 유기 고분자 재료에서 새로운 자가 조립 및 기능을 위한 다용도 플랫폼을 제공함을 입증한다.