[논문]전도성고분자를 이용한 박테리아 셀룰로오스 작동기 개발

김시습; 기성종; 송형두; 김현일; 오일권; 양성모; 기창두

전도성고분자를 이용한 박테리아 셀룰로오스 작동기 개발
Development of Bacterial Cellulose Actuator using Conducting Polymer 원문보기

김시습 (전남대학교 대학원 기계공학과) , 기성종 (전남대학교 대학원 기계공학과) , 송형두 (전남대학교 대학원 기계공학과) , 김현일 (전남대학교 대학원 기계공학과) , 오일권 (KAIST 기계항공시스템학부) , 양성모 (전북대학교 기계시스템공학부) , 기창두 (전남대학교 기계시스템공학부)

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구는 동결건조 된 박테리아 셀룰로오스와 전도성 고분자를 이용하여 간단하게 담궜다가 건조시키는 방법(dipping and drying method)으로 작동 성능이 향상된 고분자 작동기를 개발 하였다.
본 연구에서는 박테리아 셀룰로오스를 기반으로 하여 전도성 고분자 용액에 담구는 방법으로 셀룰로오스 표면에 전극을 샌드위치 구조로 형성시켜 작동기를 개발하는 연구를 수행하였다. 일반적으로 스퍼터 장치를 이용하여 도금을 하거나 전착법(Electrochemical deposition)을 이용하여 고분자 표면에 전극 층을 형성하는데 본 연구에서는 전도성 고분자 용액에 일정 시간 담궜다 진공오븐에서 건조시키는 방법으로 개발 하였다.

제안 방법

일반적으로 진공오븐에서 건조하게 되면 박막의 두께가 100um 이내로 얇아지게 되고 동작 성능을 답보하기 어려워진다. 동작성능을 확보하기 위해서 동결건조 방법으로 일정 두께를 유지할 수 있도록 제작하였다. 그 후 박테리아 셀룰로오스가 작동기로서 동작 할 수 있도록 하기 위해서 이온성 액체(Ionic liquid)에 10분 동안 담궈서 충분히 박테리아 셀룰로오스 내부에 흡수 되도록 한다.
박테리아 셀룰로오스는 먼저 Acetobactor xylinum에 의해서 생산된 박테리아 셀룰로오스 젤을 순수 증류수(DI water)에 세척을 하여 불순물을 제거한 뒤 동결 건조하여 스폰지 형태의 박막을 제작하였다. 일반적으로 진공오븐에서 건조하게 되면 박막의 두께가 100um 이내로 얇아지게 되고 동작 성능을 답보하기 어려워진다.
이는 박테리아 셀룰로오스가 친수성 및 다공성을 갖고 있기 때문이다. 이와 같은 방법으로 기존의 금 전극을 사용하지 않고 전도성 고분자를 이용한 전극을 갖는 샌드위치 구조 작동기를 개발 하였다. 또한 성능 평가를 통해서 기존 박테리아 셀룰로오스 작동기보다 작동 성능이 향상되었음을 확인하였다.
본 연구에서는 박테리아 셀룰로오스를 기반으로 하여 전도성 고분자 용액에 담구는 방법으로 셀룰로오스 표면에 전극을 샌드위치 구조로 형성시켜 작동기를 개발하는 연구를 수행하였다. 일반적으로 스퍼터 장치를 이용하여 도금을 하거나 전착법(Electrochemical deposition)을 이용하여 고분자 표면에 전극 층을 형성하는데 본 연구에서는 전도성 고분자 용액에 일정 시간 담궜다 진공오븐에서 건조시키는 방법으로 개발 하였다. 이렇게 아주 간단한 방법으로 전도성고분자 용액에 박테리아 셀룰로오스를 담금으로 셀룰로오스의 나노섬유들 사이로 전도성 고분자가 흡수되게 된다.
제작된 박테리아 셀룰로오스 작동기의 성능을 확인 하기 위해서 NI사의 PXI시스템의 DAQ 기능과 레이저 변위 센서를 이용하여 전압을 인가했을 때 굽힘 성능을 평가하였으며 성능평가 장치의 모습은 Fig.2와 같다.

성능/효과

또한 기존의 금 전극 대신 전도성 고분자를 전극으로 이용가능 함을 확인 하였다. 성능 실험 결과 이온성 액체(Ionic liquid)와 전도성 고분자를 이용하여 기존의 박테리아 셀룰로오스 작동기보다 세배 이상의 성능을 향상시켰으며 생체모방 로봇 등 다양한 분야에 적용될 수 있을 것으로 생각된다.
이와 같은 방법으로 기존의 금 전극을 사용하지 않고 전도성 고분자를 이용한 전극을 갖는 샌드위치 구조 작동기를 개발 하였다. 또한 성능 평가를 통해서 기존 박테리아 셀룰로오스 작동기보다 작동 성능이 향상되었음을 확인하였다.

후속연구

또한 기존의 금 전극 대신 전도성 고분자를 전극으로 이용가능 함을 확인 하였다. 성능 실험 결과 이온성 액체(Ionic liquid)와 전도성 고분자를 이용하여 기존의 박테리아 셀룰로오스 작동기보다 세배 이상의 성능을 향상시켰으며 생체모방 로봇 등 다양한 분야에 적용될 수 있을 것으로 생각된다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

전도성고분자를 이용한 박테리아 셀룰로오스 작동기 개발
Development of Bacterial Cellulose Actuator using Conducting Polymer 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

전도성고분자를 이용한 박테리아 셀룰로오스 작동기 개발 Development of Bacterial Cellulose Actuator using Conducting Polymer 원문보기

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

전도성고분자를 이용한 박테리아 셀룰로오스 작동기 개발
Development of Bacterial Cellulose Actuator using Conducting Polymer 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper