Electronic relaxation dynamics of PCDA-PDA studied by transient absorption spectroscopy

이 연구에서는 PCDA-PDA의 열변색성(thermochromic)에 따라 달라지는 electronic relaxation 경로를 transient absorption spectroscopy를 통해 정밀하게 분석하였다. 20 °C에서는 들뜬 상태에서 intermediate state를 거쳐 바닥 상태로 relaxation이 진행되는 반면, 80 °C에서는 intermediate state 없이 직접 ground state로 빠르게 electronic relaxation이 일어난다. 이러한 경로의 차이는 60 °C를 경계로 한 reversible vs. irreversible 열변색성과 일치하며, 60 °C 이상에서는 hydrogen bond가 끊어지며 구조적 변화가 생긴다는 것을 FTIR, Raman spectroscopy, 양자화학 계산으로 확인하였다. 또한 20 °C에서 관찰된 intermediate state는 fluorescence를 억제하는 역할을 하며, 이로 인해 PCDA-PDA의 blue form은 비발광성(non-fluorescent)을, red form은 발광성을 보인다. 결론적으로, 열변색성의 가역성은 hydrogen bond와 같은 자기조립 모티프가 유지되어 intermediate state가 존재할 수 있을 때 확보되며, 이는 PDA의 전자 구조 설계 및 기능성 센서 응용에 중요한 기초 정보를 제공한다.