科学技術情報通信部と韓国研究財団は、3月の大韓民国科学技術人賞の受賞者にキム・ドンハ梨花女子大学化学・ナノ科学科教授を選定したと4日に明らかにした。
大韓民国科学技術人賞は、直近3年間に独創的な研究成果で韓国の科学技術の発展に大きく寄与した研究者に与えられる賞である。毎月1人を選定し、科学技術情報通信部長官賞と賞金1000万ウォンを授与する。科学技術情報通信部は今年から既存の「今月の科学技術人賞」の名称を「大韓民国科学技術人賞」に改めて運用している。
キム教授は次世代超分子キラル光学材料技術を開発し、光の性質をナノ単位で精密に制御できる基盤を整えた功労が認められた。今回の成果は、光学とナノ技術分野の活用可能性を広げたとの評価を受ける。
ここでキラル性とは左手と右手のように互いに似ているが完全には重ならない性質を指す。この特性は分子の機能と性能を決定する重要な要素である。また偏光は光が特定の方向に振動する性質であり、これを精巧に調整すれば3次元ディスプレー、情報セキュリティ、バイオイメージングといった先端技術に活用できる。
これまでキラル光学材料は注目されてきたが、既存の高分子ベースの材料は外部環境の変化に弱いという限界があった。構造が容易に変形して安定性が低下し、特に可視光領域で赤色円偏光を安定的に実装することが難しかった。このため多様な色の円偏光発光材料を作るうえで制約があった。
キム教授の研究チームはこの問題を解決するため、星形ブロック共重合体を活用した新たな共組立プラットフォームを提示した。平たく言えば、分子がより安定的かつ秩序立って自発的に集まるよう設計したということだ。研究チームはここにキラル添加剤と多重水素結合方式を適用し、分子レベルのキラル情報がより大きな構造へ自然に伝達され増幅されるようにした。
その結果、研究チームは複合体がナノベルトとマイクロファイバーへと続く階層的構造を成すようにすることに成功し、常温でも100日以上形態を安定的に維持するシステムを実装した。
またこのプラットフォームに非キラル発光体を入れ、赤色を含む可視光全域で高効率のフルカラー円偏光発光も実装した。これは既存の高分子技術よりも高い発光効率を示し、反復的な加熱と冷却後も性能が低下せず、光学的安定性も立証した。今回の研究成果は国際学術誌「サイエンス（Science）」に昨年8月に掲載された。
キム教授は「今回の研究は、微視的な分子のキラル性情報がどのように巨視的な超分子構造へ伝達され増幅されるのか、その原理を明らかにした点に意義がある」と述べ、「今後も多様な分野に応用できる材料設計原理を構築し、共有していく」と語った。