초록 ▼

◦ 본 연구의 목표는 동시 공증발 기상중합법(Simultaneous Co-vaporization Vapor Phase Polymerization; SC-VPP)을 이용하여 다양한 기능성(기계적 안정성, 내화학성, 친수/소수성, 광전기적 특성)의 정밀제어가 가능한 하이브리드 전도성 박막의 설계 및 제조 기반 기술을 개발하고자 함.

◦ 전도성 단량체(pyrrole, 3,4-ethylenedioxythiophene)와 금속 (Si, Ti) 알콕사이드의 SC-VPP를 통한 높은 전기적, 광학적 특성을 가지면서 우수한 전기-기계

◦ 본 연구의 목표는 동시 공증발 기상중합법(Simultaneous Co-vaporization Vapor Phase Polymerization; SC-VPP)을 이용하여 다양한 기능성(기계적 안정성, 내화학성, 친수/소수성, 광전기적 특성)의 정밀제어가 가능한 하이브리드 전도성 박막의 설계 및 제조 기반 기술을 개발하고자 함.

◦ 전도성 단량체(pyrrole, 3,4-ethylenedioxythiophene)와 금속 (Si, Ti) 알콕사이드의 SC-VPP를 통한 높은 전기적, 광학적 특성을 가지면서 우수한 전기-기계적 안정성 (electro-mechanical stability) [표면경도( > 5H 이상), 내용제성( > 20회 rubbing by IPA), 내스크래치 특성 ( > 1.5 N), ΔR/Ro = 0 @ 0.5mm bending radius]을 가지는 유-무기 하이브리드 전도성 박막의 제조 하는 공정 기반 기술을 확립. [PEDOT-SiO₂, PEDOT-TiO₂, PPy-SiO₂ hybrid film 3종]

◦ 특히, VPP 법과 micromolding in capillaries (MIMIC) 방법을 병행하여 마이크로 패턴된 PPy-SiO₂ 하이브리드 박막을 형성할 수 있었다. PPy-SiO₂ 하이브리드 박막이 매우 뛰어난 전기-기계적 안정성을 가지고 있었다. 박막이 휘어진 상태에서도 LED의 켜짐 상태를 유지할 수 있었음. Compressive 조건에서 하이브리드 박막은 11% 스트레인에도 전기적인 degradation을 관찰 할 수 없었음.

◦ 전도성 단량체과 유기 단량체(styrene, maleic anhydride, methyl methacrylate, acrylonitrile)의 SC-VPP를 통한 전기/광학적 특성을 지니면서 친수/소수성을 조절할 수 있는 유기-유기 하이브리드 전도성 박막의 개발. [PEDOT-poly(MMA-co-MA), PEDOT-poly(St-co-MA), PPy-polyacrylonitrile hybrid film 3종]

◦ PEDOT의 물리화학적 특성을 개선하기 위해서 waterborne polyurethane (WPU)와 aziridine 존재하에서 PEDOT을 in-situ 중합 및 WPU의 가교반응을 동시에 유도하여 분자수준에서의 유기-유기 혼성화된 전도성 박막 제조하여 WPU의 전기적/물리화학적 특성 개선. [PEDOT-WPU 1종]

◦ Graphene oxide가 가지는 산소를 포함하는 관능기와 polybenzoxazine(PBZ)이 가지는 hydroxy 및 amine group 간의 수소결합을 통한 상호작용을 이용하여 분산성이 뛰어난 그래핀/PBZ 전도성 나노복합체 박막의 개발.

◦ 균일한 크기의 기능성 Fe₃O₄-poly(3,4-ethylenedioxythio phene) (PEDOT)/polystyrene sulfonate (PSS)-agarose 고분자 마이크로 입자를 microfluidic 디바이스로 제조하였다 (그림 1). 연속상의 오일 흐름속도 (Qc)를 조절하여 균일한 크기의 20~80 μm 범위의 크기의 마이크로 입자를 만들 수 있었음. 입자 단면의 황과 철 원자 분포를 SEM-EDS로 관찰한 결과 아주 균일하게 분포되어 있었고, PEDOT/PSS-agarose hybrid의 낮은 저항 (8.5x10¹ ~ 8x10³ Ω) 특성으로 3-D 전도성 구조체는 light-emitting diode (LED)를 켤 수 있었고, 자기특성을 지닌 철 산화물의 존재로 인하여 외부 자기장에 매우 빠른 속도로 이동하였음.

◦ 상기 연구결과를 기반으로 총 12편의 SCI급 논문을 발간하였음. 특히, JCR(Journal Citation Reports)의 카태고리 검색에서 POLYMER SCIENCE 부문 상위 15%이내의 Journal에 Paper 3편 및 MATERIALS SCIENCE, COMPOSITES 부문 1위 Journal에 Paper 1편을 게재하였음.

◦ 학술활동실적은 국내학회 5회, Pacifichem 2015 등 국제학회 11회 발표하였다. 특히 ACS Catalysis가 주최하는 TOCAT7 KYOTO 2014 학회(2014. 06. 03)에서 발표한 논문은 우수 발표상 수상을 하였음. 그리고 본 과제 관련된 학위논문 주제로 총 8명의 석사 졸업생을 배출하였음.

(출처 : Ⅰ. 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 2Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4 1. 연구과제의 개요 ... 4 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 4 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 5 5. 연구결과의 활용계획 ... 6 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 6Ⅲ. 연구성과 ... 7끝페이지 ... 15