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테라헤르츠 시간 영역 분광법을 이용한 스피로파이란의 광 퇴화 특성 연구

A Study on the Photo-Degradation Properties of the Spiropyran Using THz-TDS

대한화학회지 2016년 60권 1호 p.28 ~ 33
방진혁 ( Bang Jin-Hyuk ) - 삼육대학교 융합과학과

박명환 ( Park Myoung-Hwan ) - 삼육대학교 융합과학과
류한철 ( Ryu Han-Cheol ) - 삼육대학교 융합과학과

Abstract

스피로파이란은 반복적인 광 변색현상 과정에서 광 퇴화 특성을 보이는 대표적인 물질이다. 스피로파이란은 뛰어난 안정성, 빠른 응답속도, 강한 색 변화, 빛에 의한 물질의 화학적, 물리적 특성 조절이 가능하다는 점으로 광 스위치, 광 메모 리, 바이오 센서 등의 다양한 분야에 적용되고 있다. 하지만 스피로파이란은 광 퇴화되며 기능이 점차 떨어지기 때문에, 광 퇴화에 따른 스피로파이란의 특성 변화에 대해 자외선-가시광선 분광법, 핵 자기 공명 분광법, 라만 분광법 등을 이용한 많 은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 스피로파이란의 광 퇴화 특성을 테라헤르츠 주파수 영역에서 테라헤르츠 시간 영 역 분광법(Terahertz time-domain spectroscopy, THz-TDS)을 이용하여 측정 및 분석하였다. 반복적인 자외선 조사에 따른 스피 로파이란의 광 퇴화 특성이 테라헤르츠 영역에서의 흡수량 증가로 나타남을 확인하였다. 이러한 스피로파이란의 광 퇴화 특 성이 야기하는 테라헤르츠 영역 흡수량 변화 경향은 가시광선 영역 흡수량 변화 경향과 서로 반대됨을 확인할 수 있었다.

The spiropyran is a typical material having photodegradation properties in the process of photochromism. The spiropyran has been utilized in various applications such as optical switch, optical memories, and biosensor because of its remarkable stability, fast responsive time, stronger color change, and photo-induced controllability. However, the spriropyran is photodegraded by the repetitive optical irradiation. The photodegradation of spiropyran have been investigated by using UV-Visible spectroscopy, nuclear magnetic resonance (NMR), and Raman spectroscopy. Herein, the properties of spiropyran were characterized by using terahertz time-domain spectroscopy (THz-TDS) in the terahertz frequency region. In terahertz region, the measured absorbance of spiropyran was increased due to the photodegradation induced by the repetitive UV irradiation. The absorbance tendency of spiropyran in the terahertz frequency region was compared with that in the visible region, and they were completely opposite to each other.

키워드

테라헤르츠 시간 영역 분광법; 스피로파이란; 광 퇴화
THz-TDS; Spiropyran; Photodegradation
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