UV 경화를 통한 실리카 쌍곡면 구조 형성

삼중 주기 쌍곡면(TPHS)은 자연 및 인공 자기조립 시스템에서 광범위하게 연구되어 왔으며, 그 복잡성과 기하학적 아름다움으로 인해 큰 주목을 받았습니다. 그러나 구조적 중간체의 짧은 수명과 양친매성 시스템의 부드러운 특성 때문에 상향식(bottom-up) 형성 과정 이해에는 어려움이 따랐습니다. 본 연구에서는 최종 구조에 영향을 주지 않으면서 반응 중간체를 신속하게 고형화하는 UV 경화 기술을 도입했습니다. 테트라에틸 오르토실리케이트(TEOS)와 미크토암 블록 공중합체(poly(ethylene oxide)-s-(polystyrene)2)를 테트라하이드로퓨란 및 염산 수용액 혼합물에 사용하여 변형된 이중 다이아몬드 구조를 갖는 실리카 스캐폴드를 합성했습니다. 다양한 반응 단계에서 중간상을 포착하여 라멜라(lamellar) → 천공 라멜라(perforated lamellar) → 단일 네트워크(single network) → 이중 다이아몬드 네트워크(double diamond network) → 하소 후 변형된 이중 다이아몬드(shifted double diamond)로 이어지는 구조적 변환 순서를 밝혀냈습니다. 특히 천공 라멜라 구조와 단일 네트워크가 불안정하여 더 안정적인 이중 네트워크 구성으로 전환되는 핵심 중간체임을 확인했습니다. 이러한 변환 과정은 이전 실험에서 관찰된 단일 및 이중 네트워크의 공존과 단위 셀 매개변수 불일치를 설명합니다. 본 연구는 쌍곡면 구조의 형성과 미래 자기조립 공정 설계에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.