초록 ▼

본 연구는 고전도성 나노카본 페이스트를 제조하고 이를 이용한 투명전극용 메쉬전극, 에너지 저장소자용 전극, 소자전극, 3차원 전극으로의 응용기술을 개발하는 것으로 다음과 같은 연구결과를 도출하였다.
●고전도성 나노카본 페이스트 제조기술 및 메쉬전극기술
- 다중수소결합 관능기 도입을 통한 고농도 전도성 페이스트 제조
- 나노카본 전도성 페이스트를 이용한 고효율 수퍼커패시터 및 염료감응태양전지 상대전극 응용
- 나노카본 전도성 페이스트를 이용한 저저항 메쉬전극 제조
- 나노카본을 이용한 마이크로파 나노웰딩 및

본 연구는 고전도성 나노카본 페이스트를 제조하고 이를 이용한 투명전극용 메쉬전극, 에너지 저장소자용 전극, 소자전극, 3차원 전극으로의 응용기술을 개발하는 것으로 다음과 같은 연구결과를 도출하였다.
●고전도성 나노카본 페이스트 제조기술 및 메쉬전극기술
- 다중수소결합 관능기 도입을 통한 고농도 전도성 페이스트 제조
- 나노카본 전도성 페이스트를 이용한 고효율 수퍼커패시터 및 염료감응태양전지 상대전극 응용
- 나노카본 전도성 페이스트를 이용한 저저항 메쉬전극 제조
- 나노카본을 이용한 마이크로파 나노웰딩 및 고속소결
●염료감응 태양전지용 촉매전극 기술
- 자기조립된 탄소나노튜브 어쎔블리를 이용한 투명 고성능 촉매전극 제조
- 전기화학적 기법에 의해 형성된 그래핀 산화물 기반 저온 투명 촉매전극 제조
●소자전극 기술
- 반도체 단일벽 탄소나노튜브 분리 및 분산을 통한 나노카본 기반 전자소자 제작
- 나노카본 페이스트를 이용한 인쇄형 나노카본 전극 기반 TFT 소자
- 나노카본 신축전극을 활용한 신축성 유기물 플래시 메모리 구현
- 그래핀 표면제어를 통한 3D 전계방출소자 응용
- 고순도 그래핀을 이용한 전자소자 및 광전자소자 응용
●고차원 전극 제작 및 제어기술
- Fountain pen 기법을 이용한 나노카본 와이어 크기, 종횡비 및 포지셔닝 제어
- 고 종횡비 와이어 멀티어레이 제작
- 와이어 신축에 따른 전도도 변화 최소화

Abstract ▼

Nanocarbon materials such as carbon nanotubes, graphenes, and their hybrid structures with various metals and semiconductors have received much interest in the field of future smart electronic devices which is flexible and stretchable due to their superior mechanical and electrical properties, inclu

Nanocarbon materials such as carbon nanotubes, graphenes, and their hybrid structures with various metals and semiconductors have received much interest in the field of future smart electronic devices which is flexible and stretchable due to their superior mechanical and electrical properties, including a high Young’s modulus, high specific surface area, high electrical conductivity, and high carrier mobility. To fabricate and further commercialize these devices, highly concentrated nanobarbon-based paste should be successfully synthesized without the use of any insulating surfactants. The aim of the research is therefore to develop the transparent electrodes, energy devices, electronic devices, and 3D nanodevices using highly conductive nanocarbon paste.
1) Synthesis of nanocarbon pastes and their application of transparent electrodes
Dispersant-free nanocarbon pastes with high conductivity and high reological properties are successfully synthesized by quardruple hydrogen bonding motifs. Synthesized pastes are well dispersed in various solvents and their electrical properties are similar with the value of the noble metal-based pastes. Increased electrical conductivity can be obtained by the hybridization of nanocarbon pastes with metal. This technique can be expanded to synthesize the dopes for conductive fiber fabrication and the source materials for nanocarbon-metal complex.
2) Application of catalytic electrodes for energy devices
Through the improvement of interaction between electrodes and electrolytes, the nanocarbon-based catalytic layer with an extremely low quantity under 5 μg/cm2 was fabricated. Moreover, semi-transparent flexible catalytic electrodes with highly conductive fabricated by nanocarbon-polymer hybrid materials was also developed.
3) Application of electronic devices
The electronic structure, morphological structure of nanocarbon materials, and device interface can be successfully controlled in order to enhance the device properties. Especially, the device properties are considerably enhanced by just simple coating or mixing of controlled nanocarbon materials, satisfying the commercialization of electronic devices.
4) Application of 3D nanocarbon structures and microwave flash heating
Simple and straightforward nanoprinting technique to fabricate the various structure of 3D nanocarbons was firstly demonstrated. Fabricated 3D nanocarbon structures were applied to flexible and stretchable interconnectors and gas sensors. Microwave nanoheating can be well applied for reducing the sintering temperatures and time of printed electrodes prepared by nanocarbon materials.