Light-directed trapping of metastable intermediates in a self-assembly process

이 연구에서는 diacetylene기를 포함한 키랄 perylene diimide (PDI) 유도체가 자가조립을 통해 생성하는 다양한 중간 구조(nanoribbons, nanocoils, nanohelices 등)를 자외선(254 nm) 조사에 의해 광중합 반응으로 고정(trapping)할 수 있는 전략을 제시하였다. 용액을 냉각시키면 빠르게 형성되는 kinetic intermediate인 nanoribbon은 시간이 지남에 따라 해리 및 재조립을 통해 thermodynamic product인 nanotube로 전환되는데, UV를 조사하면 이 초기 상태에서 중합이 일어나 형태가 고정되면서 이후 구조 변환 및 supramolecular chirality inversion이 억제된다. 이 과정은 CD, UV-Vis, Raman, TEM 분석과 global fitting kinetics, DFT 계산 등을 통해 정량적으로 분석되었으며, trapping된 구조는 수개월간 안정하게 유지됨을 확인하였다. 또한 UV 중합 시점에 따라 서로 다른 중간 구조를 선택적으로 고정할 수 있음을 보여, 자가조립 경로 상의 kinetic intermediate를 시공간적으로 정밀하게 조절할 수 있는 일반화 가능한 접근법을 제시하였다.