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Layer-by-Layer Self-Assembly의 3차원 구조체 적용 및 그 응용
Layer-by-Layer Self-Assembly for Three-Dimensionally Structured Materials and Its Applications 원문보기

고분자 과학과 기술 = Polymer science and technology, v.24 no.5, 2013년, pp.505 - 511  

여선주 (School of Chemical Engineering and SKKU Advanced Institute of Nanotechnology, Sungkyunkwan University) ,  유필진 (School of Chemical Engineering and SKKU Advanced Institute of Nanotechnology, Sungkyunkwan University)

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 앞서 살펴본 경우에서는 기제작된 패턴이나 구조체에 LbL 적층을 적용하여 복합화, 기능화를 구현하는 기술을 주로 다루었다. 다음으로는 이와는 역순의 개념으로서 기형성된 LbL 복합박막을 외부 자극이나 추가 공정의 인가를 통하여 3차원 구조체로 활용하는 기술에 대해서 살펴보도록 하겠다. 후공정을 이용한 LbL 적층막의 3차원 구조화 기술은 LbL 자기조립 기술이 가지는 대면적화 및 확장성(scalability)의 용이함과 외부자극에 대한 능동적인 반응 특성에 기반하여 구현될 수 있다.
  • 따라서 균일한 적층막 특성을 확보하기 위해서는 보다 정교하게 제어된 공정조건의 적용이 필요하다. 본 기고에서는 규칙상의 3차원 구조체인 역오팔상 템플레이트 및 불규칙상의 섬유집적 구조체 템플레이트에 LbL 자기조립을 적용하는 경우에 대해서 살펴보고자 한다.
  • 이러한 배경하에서 본 기고에서는 패턴 및 기공 구조체에 대한 LbL 자기조립 공정의 적용에 있어 외부환경 구속효과에 따른 박막성장 거동의 변화를 살펴보고, 이를 복잡한 3차원 구조체에 확장하여 적용한 사례 및 활용 연구결과에 대해 알아보고자 한다. 이와 더불어 2차원의 LbL 자기조립 기능막을 3차원으로 집적하거나, 3차원 구조체로 변환시켜 활용하는 기술에 대해서도 살펴보고자 한다.
  • 이러한 배경하에서 본 기고에서는 패턴 및 기공 구조체에 대한 LbL 자기조립 공정의 적용에 있어 외부환경 구속효과에 따른 박막성장 거동의 변화를 살펴보고, 이를 복잡한 3차원 구조체에 확장하여 적용한 사례 및 활용 연구결과에 대해 알아보고자 한다. 이와 더불어 2차원의 LbL 자기조립 기능막을 3차원으로 집적하거나, 3차원 구조체로 변환시켜 활용하는 기술에 대해서도 살펴보고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
LbL 자기조립 다층막의 3차원 구조체에의 활용이 필요하게 된 배경은 무엇인가? 최근 들어 기능성 표면의 복합화 및 나노패턴/구조체의 고도 기능화에 대한 기술적 요구가 발생하면서 LbL 자기조립 다층막의 3차원 구조체에의 활용이 필요하게 되었다. 하지만 2차원 평면에서와는 달리 3차원 구조체 내에서의 LbL 자기조립 적층 거동은 확연히 차별화되는 양상을 보일 수밖에 없는데, 우선 용액상의 고분자 전해질 사슬이 흡착을 위해 나노패턴이나 구조체 등의 표면으로 확산되는 과정에서 엔트로피 장벽(entropic barrier)이 발생함으로써 구조체 내의 위치에 따라 흡착거동 및 정도에 큰 차이를 발생시키게 된다.
Layer-by-layer(LbL) 적층기법을 이용한 고분자 전해질의 다층막 형성기술은 어떤 장점이 있는가? Layer-by-layer(LbL) 적층기법을 이용한 고분자 전해질의 다층막 형성기술은 최초로 기술이 소개된 90년대 중반 이래로 가장 광범위하게 기술적 파급효과를 유발시킨 분자 자기조립(molecular self-assembly) 기술이라 할 수 있다. 양/음으로 상반된 대전특성을 가지는 고분자 전해질을 수용액 환경 하에서, 간단한 정전기적 상호인력을 구동력으로 활용하여 대면적 상에 구현할 수 있다는 장점으로 인해 다양한 학문분야에서의 기술도입 및 신규 공정기술의 창출을 유도하였으며, 표면 코팅기술 및 광학필름, 기능성 입자, 고용량 에너지 소재, 약물전달제재, 융합전자소자 등에 이르는 전방위적 기술분야에 있어서의 다양한 응용을 파생시켰다.1,2
Layer-by-layer(LbL) 적층기법을 이용한 고분자 전해질의 다층막 형성기술은 어떤 기술이라 할 수 있는가? Layer-by-layer(LbL) 적층기법을 이용한 고분자 전해질의 다층막 형성기술은 최초로 기술이 소개된 90년대 중반 이래로 가장 광범위하게 기술적 파급효과를 유발시킨 분자 자기조립(molecular self-assembly) 기술이라 할 수 있다. 양/음으로 상반된 대전특성을 가지는 고분자 전해질을 수용액 환경 하에서, 간단한 정전기적 상호인력을 구동력으로 활용하여 대면적 상에 구현할 수 있다는 장점으로 인해 다양한 학문분야에서의 기술도입 및 신규 공정기술의 창출을 유도하였으며, 표면 코팅기술 및 광학필름, 기능성 입자, 고용량 에너지 소재, 약물전달제재, 융합전자소자 등에 이르는 전방위적 기술분야에 있어서의 다양한 응용을 파생시켰다.
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