Covalently Linked, Perylene diimide Polydiacetylene Nanofibers Display Enhanced Stability and Photocurrent with Reversible FRET Phenomenon

이 연구에서는 perylene diimide(PDI) 염료와 polymerizable diacetylene(DA) 그룹을 공유결합으로 연결한 단량체 PDI–BisDA를 설계하고, 이를 자가조립 후 UV 조사하여 안정한 PDI–polydiacetylene(PDA) 나노섬유(PDI–PDA)를 제작하였다. 기존 PDI 기반 나노구조는 π–π stacking과 수소결합 등 비공유결합 상호작용에 의존하여 용매에 쉽게 붕괴되는 문제가 있었지만, 본 연구의 PDI–PDA는 공유결합 기반의 PDA backbone 형성으로 인해 뛰어난 구조적 안정성과 용매 저항성을 확보하였다. 형광 분석 결과, 형성된 PDI–PDA는 blue-phase PDA에 의한 fluorescence resonance energy transfer(FRET)로 인해 PDI의 emission이 꺼지며, heating을 통해 red-phase PDA로 전환되면 형광이 다시 살아나는 reversible FRET 현상을 보였다. 또한 PDA의 conjugated π-network 형성으로 인해 photocurrent가 향상되는 효과도 확인되었다. 이처럼 PDI와 PDA를 공유결합으로 통합한 본 시스템은 우수한 열안정성, 광응답성, 전기전도성을 모두 갖춘 유기 전자소자 및 광센서 응용에 유망한 구조 플랫폼을 제시한다.