[신소재공학] Cis- Trans- 구조에 따른 체적변화

1. 서론

신소재공학 분야에서 분자 구조는 재료의 성질에 결정적인 영향을 미친다. 특히, cis 및 trans 구조는 유기 및 비유기 화합물에서 체적변화와 밀접한 관련이 있어, 재료의 물리적 특성에 중요한 역할을 수행한다. cis 구조는 분자 내에 같은 편에 위치한 치환기들이 존재하는 형태를 의미하며, 이로 인해 분자가 더 구부러지고 밀도가 낮아지기 쉽다. 반면에 trans 구조는 치환기들이 서로 반대편에 위치하여 직선형에 가까운 배열을 나타내며, 이러한 구조는 일반적으로 체적이 더 작고 치밀한 특성을 갖는다. 예를 들어, 폴리머 재료인 폴리스티렌에서 cis 및 trans 이성질체의 차이는 체적 변경에 큰 영향을 끼친다. cis-폴리스티렌은 분자 간의 공간적 충돌이 더 많아 약 12%의 체적 팽창을 유발하는 반면, trans-폴리스티렌은 약 8%의 체적 증가만 나타내어 더 치밀하고 견고한 성질을 보여준다. 또한, cis 및 trans 구조의 차이는 열에 의해서도 뚜렷이 드러나는데, cis 구조는 열적 안정성이 낮아 120°C 이상에서는 변태가 빠르게 진행되지만, trans 구조는 약 160°C 이상에서도 안정성을 유지한다는 보고가 있다. 각종 연구에서도 이러한 차이로…