초록 ▼

LB법을 이용한 무기물의 nm 크기의 입자 구조 제어와 유기-무기층상 초박막 복합체의 형성에 관한 연구가 관심을 받고 있다. 그것은 이들 재료가 새로운광학적, 전기적, 자기적 성질을 나타낼 것으로 기대되기 때문이다. 본 연구에서는 분자 다층구조의 고분자-금속 이온 박막을 제조하고, 가교화에 의한 고분자 박막의 안정화 개선을시도하였다. 무수 말레익산과 비닐에테르 단량체들의 라디칼 공중합을 통하여 카르복실기,올리고에테르기, 알킬기를 곁사슬로 갖는 양친매성고분자를 합성하였다. 반복단위가 서로다른 고분자와 금속이온간의

LB법을 이용한 무기물의 nm 크기의 입자 구조 제어와 유기-무기층상 초박막 복합체의 형성에 관한 연구가 관심을 받고 있다. 그것은 이들 재료가 새로운광학적, 전기적, 자기적 성질을 나타낼 것으로 기대되기 때문이다. 본 연구에서는 분자 다층구조의 고분자-금속 이온 박막을 제조하고, 가교화에 의한 고분자 박막의 안정화 개선을시도하였다. 무수 말레익산과 비닐에테르 단량체들의 라디칼 공중합을 통하여 카르복실기,올리고에테르기, 알킬기를 곁사슬로 갖는 양친매성고분자를 합성하였다. 반복단위가 서로다른 고분자와 금속이온간의 상호작용을 수면위 일분자막 및 LB막내에서 측정하였다.Na+, Mg+, 그리고 Al3+을 갖는 하층액에서의 일분자막의 면적은 순수의 경우보다 팽창하였으며 그 정도는 Al3+ ＞ Mg2+ ＞ Na+의 순이었다. FT-IR 스펙트럼으로부터 카르복시산염의 형성과 LB막내에서의 주쇄 및 곁사슬의 배향을 추정하였다. LB막내에 이전된 금속 이온의 정량적 분석은 XPS를 통하여 수행하였다. Mg2+ 이온이 가장 많이 존재하였으며, 공중합체의 반복단위 2개당 하나의 이온이 삽입되었음을 보였다. LB막내의 이온 농도는 Mg2+ ＞ Al3+ ＞Na+의 순이었으며 고분자의 종류에 따른 차이는 크지 않았다.한편, LB막의 안정도를 막필터의 동공에 대한 피막 능력의 차이로 추정하였다. 1㎛의 직경을 갖는 필터 구멍을 네개층의 일분자막으로 피막하는 것이 가능하였다. 이것은공중합체와 폴리알릴아민(PAA)의 폴리이온 착체 형성을 통하여 이루어졌다. PAA가 하층액에 존재할 경우에 일분자막은 순수에서보다 팽창하였으며 플루오르화칼슘 및 플루오르화탄소 막필터로 Y형태의 누적이 가능하였다. LB막의 구조는 FT-IR 및 주사형 전자현미경으로 확인하였다. 고분자 그물망 구조가 열처리전에 이미 형성되었으며, 열처리를 통하여완전한 반응을 유도하였다. 이 그물망 구조의 LB막은 물 및 클로로포름에 담갔을 때에도전자현미경으로 관찰한 표면 구조가 달라지지 않았으며, FT-IR 스펙트럼도 변하지 않았다.nm 두께의 초박막에 관한 기초 연구는 차세대의 기술로써 중요하다. 즉, ㎛기술의시대로부터 nm기술의 시대로 변해 가고 있기 때문이다. 고분자 LB막은 LB막이 갖는 취약성을 극복하고 다양한 기능성의 도입이 가능하므로 앞으로의 응용 연구에 돌파구가 될 것이다.

Abstract ▼

The structure control of nm-sized inorganic materials and thefabrication of organic-inorganic composite films with layered structure by thelangmuir-blodgett(LB) method have been interested because of the expectation towardadvanced optical, electrical and magnetic materials. In this

The structure control of nm-sized inorganic materials and thefabrication of organic-inorganic composite films with layered structure by thelangmuir-blodgett(LB) method have been interested because of the expectation towardadvanced optical, electrical and magnetic materials. In this research, a multilayeredpolymer-metal ion composite ultrathin film was attained and stability improvement ofthe polymeric LB films was attempted by covalent cross-linking. The copolymerscontaining side groups of carboxyls, hydrocarbon tails, and/or oligoethers were obtainedfrom a precursor copolymer which was synthesized from a radical copolymerication ofmaleic anhydride and n-octadecyl vinyl ether. Interactions between the copolymers ofdifferent backbones and metal ions at the air-water interface and the transfer of themetal ions into the LB films were investigated. The metal ions examined were Na+,Mg2+, and Al3+. The surface pressure-area isotherms showed that the monolayers onaqueous metal ions have more expanded phases than on pure water in sequence of Al3+＞Mg2+＞Na+. From the FT-IR spectra, the formation of carboxylate salts and theorientation of backbone and pendant chains of the copolymers in the LB films wereestimated. Quantitative analysis of the metal ions transferred into the LB Film wascarried out by XPS measurement. Mg2+ ion was the most abundant in the LB films,and two repeat units of the copolymers corresponded about one Mg2+ ion. Theconcentration of the metal ions in the LB films was the order of Mg2+＞Al3+＞Na+,however, the difference of concentration according to the backbone structures was little.On the other hand, the stability of the LB films was estimated through thecovering capability of the pores of membrane filters. A coverage of about 1㎛-sizedpores of the filters by four monolayers of the copolymers and poly(allylamine) (PAA)was attained. The surface pressure-area isotherms of the copolymer showed that themonolayers on an aqueous PAA have more expanded area than on pure water. Themonolayers were transferable on a calcium fluoride substrate and a fluorocarbonmembrane filter as Y deposition type, and the resulting LB films were characterized byFT-IR spectroscopy and scanning electron microscopy. A polymer network producedthrough interchain amide formation was confirmed in as-deposited films. The filmswere heat-treated in order to complete the cross-linking. SEM observation of theheat-treated film on a porous membrane filter showed that the four monolayer film wassufficiently stable to cover the filter pore of about 1㎛. Immersion of the film in wateror in chloroform did not cause any change in its appearance on SEM and in FT-IRspectra.The basic research on nm-thick ultrathin films is important in order to cope withthe next-generation technology, i.e., the replacement of ㎛-technology. The polymericLB films with various functionalities can be an alternative for the application of LBfilms to industry, because of its improved stability and possible multifunctionality.

목차 Contents

• 목 차...6
• 본문...7
• 1) 발표논문 1...8
• 2) 발표논문 2...15
• 3) 발표논문 3...22
• 기타...34
• 1) 연구수행 논문발표 목록서...34
• 2) 자체평가서...36