75년 동안 알려지지 않았던 식물 유래 수지의 슬롯 머신 규명에 성공 - 분자 설계를 통한 성능 향상 및 화석 연료 유래 물질 대체에 대한 높은 기대 -

◆본 연구 결과의 핵심 포인트

• 식물 기반 폴리머인 β-피넨이 약 75년 전에 처음 합성된 이후 정확한 슬롯 머신는 아직 밝혀지지 않았습니다
• 우리는 독자적인 촉매 기술을 사용하여 고분자를 합성하고 극저온 프로브 NMR을 사용하여 분석하여 폴리(β-피넨)의 두 가지 주요 슬롯 머신를 결정하는 데 성공했습니다
• 두 가지 주요 슬롯 머신의 비율과 열물리적 특성의 관계가 밝혀짐에 따라 폴리(β-피넨)의 고기능성화 및 용도 확대, 화석연료 유래 소재의 대체가 가속화될 것으로 기대됩니다

[요약]
　다나카 료 부교수, 나카야마 유마사 부교수, 히로시마대학 첨단공학연구과 시오노 츠요시 명예교수, 오카야마대학 환경생명자연과학부(공학부) 오시키 도시유키 강사 등이 약 75년 동안 알려지지 않았던 폴리(β-피넨)의 정확한 화학슬롯 머신를 규명하는 데 성공했다
　β-피넨을 중합하여 얻어지는 폴리(β-피넨)은 식물 유래 탄화수소 수지로 잘 알려진 고분자 화합물입니다 공업적으로는 접착제 등에 사용되며, 최근에는 투명 수지 소재에도 응용이 기대되고 있습니다 다양한 실험 결과를 통해 이 화합물이 여러 종류의 반복 슬롯 머신로 구성되어 있음이 분명해졌지만 정확한 슬롯 머신는 밝혀지지 않았으며 현재까지 약 75년 전에 제안된 추정 슬롯 머신가 문헌에 계속해서 기술되고 있다
　본 연구에서는 개발한 촉매를 이용하여 얻은 다양한 조성의 폴리(β-피넨)의 슬롯 머신를 극저온 프로브 NMR을 이용하여 결정하였고, 폴리(β-피넨)이 1,4-사이클로헥세닐 슬롯 머신와 1,3-사이클로헥세닐 슬롯 머신의 두 가지 반복 슬롯 머신를 가지고 있음을 확인했습니다 슬롯 머신적 정보를 바탕으로 조성과 물성의 관계를 재정리하고, 1,4-슬롯 머신의 비율이 증가할수록 수지의 내열성이 증가한다는 점과, 1,4-슬롯 머신의 비율을 증가시키기 위해 필요한 촉매의 특성도 규명하였다 이번 연구 결과는 재활용 가능한 자원에서 얻을 수 있는 폴리(β-피넨)의 기능성 향상과 활용 확대에 도움이 될 것으로 기대된다 또한, 이러한 지식을 바탕으로 폴리(β-피넨)의 보다 정밀한 합성이 가능해지면 화석자원으로 만든 석유수지를 사용하는 코팅제, 도료, 투명필름, 렌즈 등 모든 제품을 대체할 수 있을 것으로 기대된다
　이번 연구 결과는 미국화학회(American Chemical Society)가 2024년 9월 25일 발간하는 학술지 'Macromolecules' 온라인판에 게재됐다

<자세한 연구 내용에 대해>