-폴리아닐린(PANI) 폴리아닐린은 전도성 고분자 중 하나로서 전기적, 광학적으로 우수한 특성을 가진다. 폴리아닐린은 합성에 있어서의 간편함과 적은 비용, 환경적 안정성, 우수한 물성을 통해 배터리, 전자 차폐 장치, 가스 분리 막, 센서, 정전기 방지 물질 등 많은 분야에서 널리 연구되어왔다. ...
-폴리아닐린(PANI) 폴리아닐린은 전도성 고분자 중 하나로서 전기적, 광학적으로 우수한 특성을 가진다. 폴리아닐린은 합성에 있어서의 간편함과 적은 비용, 환경적 안정성, 우수한 물성을 통해 배터리, 전자 차폐 장치, 가스 분리 막, 센서, 정전기 방지 물질 등 많은 분야에서 널리 연구되어왔다. 나노 섬유 등 1차원의 구조를 갖는 폴리아닐린에 대한보고는 많이 이루어지고 있으나 상대적으로 3차원의 구조에 대한 연구는 미비하다. 또한, 전도성 고분자의 다양한 나노 구조의 합성 방법에는 hard template 방법과 soft template 방법 그리고 이 두 가지를 혼용하는 방법이 있다. Template를 사용하는 방법은 합성 후 제거에 용이성이 좋지 못한 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 template를 사용하지 않고 2-naphtalenesulfonic acid를 dopant로 사용하여 구(hollow sphere), 반 구(open hollow sphere), 성게(sea urchin)구조 그리고 튜브(tube)구조의 폴리아닐린을 자기조립법에 의해 합성하였다. -탄소동소체(그래핀, 탄소구) 그래핀은 sp2 탄소원자들이 벌집격자를 이룬 형태의 2차원 나노시트를 의미하며, 뛰어난 강도, 전기전도도, 열전도도, 유연성을 가진다. 그래핀은 이러한 우수한 물성 때문에 실리콘 플라스틱을 대체할 꿈의 소재로써 각광받고 있다. 그래핀을 제조하는 방법에는 스카치테이프방법과 CVD 성장법 그리고 화학적 박리법이 있다.또한 3차원구조의 탄소동소체인 탄소구는 낮은 중량과 높은 압축 강도로 templating agent, noble-metal or oxide nanoparticles support등 에너지 관련 분야에 광범위하게 응용되고 있다. 또한 탄소구는 CVD 성장법과 template assisted method로 합성하고 있다. 하지만 이러한 그래핀과 탄소구의 합성엔 고온, 고압의 조건과 낮은 수율과 복잡한 과정이 응용에 주요 방해 요인으로 남아있다. 이 논문에서 이러한 단점을 보완할 수 있는 새로운 합성법을 보여주고자 한다. 190 ℃의 낮은 온도에서 설탕을 탄소원으로 이용하여 그래핀를 합성하였으며, 이는 설탕의 양을 조절함으로써 그래핀의 층수를 조절할 수 있었다. 다른 합성법으로는 저주파수의 마이크로파를 이용하여 그래파이트에 포타슘원자를 삽입한 후, 이를 열분해하여 얇은 층의 그래핀과 직경 3∼5 ㎛의 탄소구를 얻었다. 또한, 그래핀을 합성하는 화학적 박리법은 산화된 그래핀을 다시 환원시키는 과정에서 고온과 고압 그리고 sodium borohydride(NaBH4), H2SO4, dimethylhydrazine, hydrazine 그리고 thionylchloride와 같은 독성 화학약품이 필요로 하여 경제적으로나 환경적으로나 많은 문제점을 가지고 있다. 이 논문에선 구리를 촉매제로 넣어 줌으로써 반응시간과, 환원제의 양을 줄이면서 효과적으로 환원할 수 있는 실험을 하였다. 샘플은 SEM, TEM을 이용하여 morphology를 확인하였으며, XPS를 통하여 각 원소끼리의 결합 에너지를 통해 그래핀의 환원정도를 확인하였다. 또한 XRD를 사용하여 interlayer distance를 확인하였으며, Raman을 이용하여 화학적으로 처리한 그래핀의 환원 전후를 비교하였고, AFM을 이용하여 그래핀의 두께를 확인 하였다.
-폴리아닐린(PANI) 폴리아닐린은 전도성 고분자 중 하나로서 전기적, 광학적으로 우수한 특성을 가진다. 폴리아닐린은 합성에 있어서의 간편함과 적은 비용, 환경적 안정성, 우수한 물성을 통해 배터리, 전자 차폐 장치, 가스 분리 막, 센서, 정전기 방지 물질 등 많은 분야에서 널리 연구되어왔다. 나노 섬유 등 1차원의 구조를 갖는 폴리아닐린에 대한보고는 많이 이루어지고 있으나 상대적으로 3차원의 구조에 대한 연구는 미비하다. 또한, 전도성 고분자의 다양한 나노 구조의 합성 방법에는 hard template 방법과 soft template 방법 그리고 이 두 가지를 혼용하는 방법이 있다. Template를 사용하는 방법은 합성 후 제거에 용이성이 좋지 못한 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 template를 사용하지 않고 2-naphtalenesulfonic acid를 dopant로 사용하여 구(hollow sphere), 반 구(open hollow sphere), 성게(sea urchin)구조 그리고 튜브(tube)구조의 폴리아닐린을 자기조립법에 의해 합성하였다. -탄소동소체(그래핀, 탄소구) 그래핀은 sp2 탄소원자들이 벌집격자를 이룬 형태의 2차원 나노시트를 의미하며, 뛰어난 강도, 전기전도도, 열전도도, 유연성을 가진다. 그래핀은 이러한 우수한 물성 때문에 실리콘 플라스틱을 대체할 꿈의 소재로써 각광받고 있다. 그래핀을 제조하는 방법에는 스카치테이프방법과 CVD 성장법 그리고 화학적 박리법이 있다.또한 3차원구조의 탄소동소체인 탄소구는 낮은 중량과 높은 압축 강도로 templating agent, noble-metal or oxide nanoparticles support등 에너지 관련 분야에 광범위하게 응용되고 있다. 또한 탄소구는 CVD 성장법과 template assisted method로 합성하고 있다. 하지만 이러한 그래핀과 탄소구의 합성엔 고온, 고압의 조건과 낮은 수율과 복잡한 과정이 응용에 주요 방해 요인으로 남아있다. 이 논문에서 이러한 단점을 보완할 수 있는 새로운 합성법을 보여주고자 한다. 190 ℃의 낮은 온도에서 설탕을 탄소원으로 이용하여 그래핀를 합성하였으며, 이는 설탕의 양을 조절함으로써 그래핀의 층수를 조절할 수 있었다. 다른 합성법으로는 저주파수의 마이크로파를 이용하여 그래파이트에 포타슘원자를 삽입한 후, 이를 열분해하여 얇은 층의 그래핀과 직경 3∼5 ㎛의 탄소구를 얻었다. 또한, 그래핀을 합성하는 화학적 박리법은 산화된 그래핀을 다시 환원시키는 과정에서 고온과 고압 그리고 sodium borohydride(NaBH4), H2SO4, dimethylhydrazine, hydrazine 그리고 thionylchloride와 같은 독성 화학약품이 필요로 하여 경제적으로나 환경적으로나 많은 문제점을 가지고 있다. 이 논문에선 구리를 촉매제로 넣어 줌으로써 반응시간과, 환원제의 양을 줄이면서 효과적으로 환원할 수 있는 실험을 하였다. 샘플은 SEM, TEM을 이용하여 morphology를 확인하였으며, XPS를 통하여 각 원소끼리의 결합 에너지를 통해 그래핀의 환원정도를 확인하였다. 또한 XRD를 사용하여 interlayer distance를 확인하였으며, Raman을 이용하여 화학적으로 처리한 그래핀의 환원 전후를 비교하였고, AFM을 이용하여 그래핀의 두께를 확인 하였다.
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