N-(2-하이드록시-1-나프틸)메틸렌-(S)-페닐에틸아민을 모델 분자로 사용하여, 탈양성자화 전후 이 키랄 쉬프 염기 용액의 키랄 광학적 특성 변화를 조사하였고, DFT 계산을 통해 키랄 신호 반전 메커니즘을 탐구하였다. 결과는 키랄 반전이 분자 내 수소 결합의 단절 및 형성과 이에 수반되는 CC 단일 결합의 회전에 의한 구조 변화에서 기인하며, 두 구조가 가상 거울상 관계에 있음을 보여준다. 이 발견은 단일 결합 회전을 통한 분자 구조 변화 제어가 키랄 스위치 구축의 효과적인 방법임을 의미한다. 이에 기반하여 스티렌형 키랄 기능성 단량체(VNP) 및 해당 광학 활성 폴리머를 설계하고 합성하였다. 인접 기의 협력 효과로 인해 폴리머의 키랄 광학 특성은 단량체보다 산염기 자극에 더 민감하고 반복 가능한 반응성을 보였다. H+와 OH-를 순환적으로 첨가할 때, 폴리머 용액의 CD 신호(382nm 부근 Cotton 효과)는 ON-OFF 방식으로 가역적으로 변하며, 최소 5회 이상 손실 없이 반복 가능하여 산염기 조절에 의한 무손실 출력형 신형 폴리머 기반 키랄 스위치를 실현하였다. 또한, 이 키랄 스위치 시스템을 바탕으로 전형적인 억제(IHIBIT) 분자 논리 게이트를 구축하였다.

키랄성; 키랄 광학 반전; 분자 스위치; 산염기 조절; 분자 논리 게이트