염료감응형 태양전지는 태양에너지를 이용하여, 태양광 발전이 가능한 유망한 기술로 인정받고 있다. 특히 염료감응형 태양전지를 구성하는 요소 중에 빛을 흡수하여 에너지를 생성하는 광감응제에 특히 많은 연구가 이루어지고 있다. 희귀금속인 루테늄을 포함하는 광감응제를 이용한 태양전지는 약 11% 이상의 높은 광전변환효율을 나타내었다. 그러나 금속의 희소성 및 고가, 구조 개선 및 정제의 어려움으로 인해 상대적으로 생산 단가가 높다. 이에 비해 금속을 포함하지 않는 유기 광감응제의 경우 구조 개선 및 설계의 유연성, 높은 몰 흡광계수, 용이한 정제, 상대적으로 낮은 생산 단가와 더불어 선택적인 빛 흡수를 통해 다양한 색상을 구현할 수 있어 많은 연구가 이루어지고 있다.
신규 광감응제는 일반적인 광감응제의 분자구조인 D(electron donating group), π(Conjugated bridge) 그리고 A(Anchoring group or Acceptor) 시스템을 알콕시 그룹으로 연결하여, 이중 분지형 광감응제 형태를 가지고 있다. 이중 분지형 광감응제는 TiO₂와 보다 많이 흡착하고, 부피가 큰 분자구조로 인해 전하 재결합을 방지 가능 그리고 보다 넓은 영역의 가시광선을 흡수를 할 수 있도록 비대칭으로 A(Anchoring group or Acceptor)를 도입할 수 있다. 이러한 대칭 또는 비대칭 이중 분지형 광감응제를 설계 및 합성하였으며, 이중 분지의 효과를 설명하기 위해 이중 분지 및 단일 분지 광감응제를 각각 포함하는 태양전지 셀의 전기화학적, 광학적 그리고 광전기적 특성평가를 하였다. 비대칭 이중 분지형 광감응제의 경우 단일 분지형과 대칭 이중 분지형 보다 넓은 가시광선 흡수와 비대칭으로 인해 분자간의 집합체를 이루는 것을 방해하여 높은 전류밀도를 나타내었다. 비대칭 이중 분지형 광감응제로 제작한 태양전지 셀이 가장 높은 광전 변환 효율은 나타냈으며, 2.43%의 값을 나타내었다.
일부 물질은 생물학적 및 환경적 영역에서 독소로 무서운 역할을 하기 때문에 과학 사회에서 치명적인 독성물질에 많은 관심을 가지고 있다. 이러한 성분들 중에서 시안화물 이온은 매우 독성이 강한 음이온으로, 사이토크롬-C와 직접 결합하여 미토콘드리아 전자 수송 사슬을 방해하고 산화적 소화 및 산소 소비 감소로 더 이상의 ATP를 생성하지 못해 사망에 이를 수 있다. 시안화물은 천연에서도 생성되지만, 주로 금광, 제초제, 수지 제조, 야금, 플라스틱 및 염료 생산등 대규모 산업에서의 사용으로 인해 위험성이 매우 높다. 세계 보건기구 (WHO)는 음용수 내 시안화물의 허용 한계는 1.9μM이다. 시안화합물 중에 시안화염 형태는 물에 대한 용해도가 크므로, 쉽게 물을 오염시켜 그로 인한 피해를 발생시킬 수 있다. 냄새만으로 염과 시안이온이 물에 녹아 있는지 확인하기는 어렵다. 시안이온과 선택적으로 반응하는 염료를 이용하여 물에 녹아 있는 시안이온 검출하기 위해서는 염료도 반드시 물에 대한 용해도를 가지고 있어야 한다. 따라서, 본 연구에서는 선택적으로 시안이온과 반응하고, 물에 용해도를 가질 수 있는 인돌리움과 카복실산을 포함하는 염료를 디자인 및 합성하였다.
벤젠을 통해 연결된 디페닐 아민 (R1)과 디벤질 아민 (R2), 이중 분지 디페닐 아민(R)을 포함하는 인돌리움 유도체를 포함하는 프로브는 물과 시안이온만이 존재하는 상황에서 시안화합물의 시안이온을 인식하는 능력을 확인하였다. 프로브는 이중 채널 특성, 즉 시안화물 이온의 효과적인 감지를 위한 비색 및 형광 변화 모두를 나타내었다. 프로브와 시안이온의 반응을 통해 색상변화를 일으켜 비색 센서로서 역할이 가능하며, 이러한 색변화를 통해서 특별한 장치가 없이도 육안으로 반응을 확인할 수 있다. 시안이온은 프로브와 친핵성 첨가 반응을 통해 이러한 현상을 나타낸다. 인돌리움의 탄소와 질소의 이중결합에서, 탄소원자에 시안이온이 반응하여 결합이 이루어진다. 프로브에 시안이온이 결합하여 프로브의 conjugation의 단절로 인해 색상의 변화가 일어난다. 프로브의 검출 한계는 WHO 한계보다 휠씬 민감하게 반응하였다. 실제 사용하는 수돗물에 시안이온 측정이 가능함을 확인하였으며, HPLC 방법을 통해 효과성을 검증하였다. 뿐만 아니라 시안이온을 구별하기 위한 편리한 테스트 키트를 통해 성능을 평가하였다.