카이랄 알라닌 기능화 PDI의 자기조립 및 광학 특성

본 연구는 페릴렌 다이이미드(PDI) 골격에 알라닌 단위를 도입하여 수용성 알라닌 기능화 PDI 유도체(PDI-Ala)를 합성하고, 이들의 광발광 특성 및 초분자 응집 거동을 다양한 극성의 용매에서 조사했습니다. 특히 카이랄 L-PDI-Ala는 용매에 따라 뚜렷한 발광 색상과 강도 변화를 보였으나, 비카이랄 PDI-Ala는 동일 조건에서 미미한 발광을 나타냈습니다. 아세톤, 에틸 아세테이트와 같은 비극성 용매에서는 청색 편이된 발광과 함께 비교적 효율적인 발광이 관찰되었습니다. 반면, N,N-다이메틸폼아마이드, 다이메틸 설폭사이드와 같은 극성 용매에서는 적색 편이된 발광과 함께 훨씬 낮은 양자 수율을 보였습니다. 이는 고체 상태의 강한 π-π 스태킹이 응집 유도 소광(ACQ)을 유발하지만, 용액 내 수소 결합 또는 스태킹과 같은 분자간 힘에 의해 형성된 질서 있는 응집체가 발광을 회복시킬 수 있음을 시사합니다. 분광학적 및 구조적 분석 결과를 바탕으로, 엑사이머/엑시플렉스 형성 및 H형/J형 응집을 포함하는 용매 조절 발광 메커니즘을 제안합니다. 이 연구는 카이랄 아미노산 변형 PDI 물질의 응집 제어 광학 거동에 대한 유용한 통찰력을 제공하며, 카이로옵티컬 및 자기조립 발광 시스템 설계에 중요한 지침을 제시합니다.