초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구는 다양한 접근 방법을 통해 그동안 보고되지 않은 이차원 하이브리드 물질을 합성하거나 두께조절이 가능하고 균일한 이차원 하이브리드 박막을 제작한다. 이러한 하이브리드 물질 혹은 박막의 물리화학적 특성 연구뿐만 아니라, 이들의 전기화학적 수소발생 촉매 및 기체 분리막 응용을 연구하고자 한다.

연구결과
□ 수열합성을 통한 2차원 하이브리드 물질 합성
▪ 수열합성법에 의한 CoS₂/rGO 2차원 하이브리드 물질의 직접 합성 (one-pot synthesis) 및

연구의 목적 및 내용
본 연구는 다양한 접근 방법을 통해 그동안 보고되지 않은 이차원 하이브리드 물질을 합성하거나 두께조절이 가능하고 균일한 이차원 하이브리드 박막을 제작한다. 이러한 하이브리드 물질 혹은 박막의 물리화학적 특성 연구뿐만 아니라, 이들의 전기화학적 수소발생 촉매 및 기체 분리막 응용을 연구하고자 한다.

연구결과
□ 수열합성을 통한 2차원 하이브리드 물질 합성
▪ 수열합성법에 의한 CoS₂/rGO 2차원 하이브리드 물질의 직접 합성 (one-pot synthesis) 및 분석
▪ 관련 학술지 1건 게재 및 특허 출원 1건, 등록 1건
□ 두께 조절이 가능한 용액 공정 GO/TMD 하이브리드 다층 박막 제작
▪ Langmuir Blodgett 방법을 이용하여 치밀하게 조립된 GO film 제작 및 vacuum filteration 방법을 통한 GO/TMD(MoS₂, WS₂)하이브리드 박막 제작
▪ 관련 학술지 논문 revision 중
□ 2차원 하이브리드 물질의 전기화학적 촉매 연구
▪ CoS₂/rGO 구조체의 수소발생촉매 응용 및 그래핀/TMD 구조체의 광전기화학적 수소발생촉매 응용
▪ 관련 학술지 1건 게재 및 특허 출원 1건, 등록 1건
□ 2차원 하이브리드 다층 박막의 기체 분리막 응용 연구
▪ 산화 그래핀 다층막의 제작과 기체 분리막 응용
▪ h-BN을 TMD의 보호막(가스 베리어 역할)으로 활용하여 수분으로부터 불안정한 TMD과 금속의 안정성 확보
▪ 관련 학술지 2건 및 특허 출원 1건
□ 새로운 2차원 하이브리드 물질 탐색 및 물리화학적 특성 연구
▪ CVD 합성법을 이용한 다층 h-BN의 대면적 합성
▪ 치환반응을 이용한 그래핀과 h-BN의 평면내 2차원 하이브리드 구조체 제작
▪ 관련 학술지 2건 게재 및 특허 출원 2건, 등록 1건

연구결과의 활용계획
□ 2차원 하이브리드 구조 합성 연구를 통하여 그래핀 및 TMD와 같은 2차원 구조가 가지고 있는 단점을 보완할 뿐만 아니라 밴드갭 변화에 의한 새로운 전기화학적 특성이 나타날 것으로 기대됨.
□ 2차원 하이브리드 물질 합성 및 두께 조절이 가능한 균일한 박막 제조 연구는 다양한 응용 분야 (수소발생 촉매, 기체 분리막, 등등)에 적용될 수 있어 지적재산권 확보를 통해 산업적 적용을 기대해볼만 함.
□ 본 연구에서 시도하는 세가지 성분을 포함하는 이차원 하이브리드 물질 합성 및 이차원 하이브리드 박막 제조는 새롭게 시도되는 것으로서, 각 성분의 특성을 발휘하여 시너지를 창출하며 특정 물성 맞춤형 하이브리드 물질 제조의 가능성을 제시할 수 있어 과학기술적 파급효과가 클 것으로 기대함.

( 출처 : 한글요약문 4p )

Abstract ▼

Purpose&contents
This study aims to grow two-dimensional hybrid materials, which have not been reported before, and to fabricate very thin and uniform hybrid films consisting of two-dimensional sheets by using various approaches. We investigate physicochemical properties of the hybrid materials a

Purpose&contents
This study aims to grow two-dimensional hybrid materials, which have not been reported before, and to fabricate very thin and uniform hybrid films consisting of two-dimensional sheets by using various approaches. We investigate physicochemical properties of the hybrid materials and thin films, and explore applications in an electrochemical catalyst for hydrogen evolution reaction and an gas barrier membrane.

Result
□ Growth of two-dimensional (2D) hybrid materials via hydrothermal method
▪ One-pot synthesis and analysis of CoS₂/rGO by using hydrothermal method
▪ 1 paper published in related journal & 1 Patent application, 1 registration
□ Thickness-controllable fabrication of 2D hybrid film by solution treatment
▪ Fabrication of GO film by using Langmuir Blodgett method
▪ Fabrication of GO/TMD(MoS₂, WS₂) hybrid film by vacuum filteration
▪ 1 paper in revision in related journal
□ Application of 2D hybrid materials as electrochemical catalysts
▪ Using CoS₂/rGO hybrid structure as a hydrogen evolution catalyst
▪ Using Graphene/TMD hybrid structure in photoelectrochemical (PEC) cell
▪ 1 paper published in related journal & 1 Patent application, 1 registration
□ Application of 2D hybrid materials as a gas separation membrane
▪ Fabrication of multi-layered graphene oxide and application for gas separation
▪ Improving the stability of unstable TMD and metal from moisture by using h-BN film as a passivation layer (acting as a gas barrier)
▪ 2 paper published in related journal & 1 Patent application
□ Exploring new 2D hybrid materials and studying their physicochemical properties
▪ Large-area growth of multi-layer h-BN using CVD method
▪ Fabrication of in-plane 2D hybrid structure (graphene/h-BN) by using conversion reaction
▪ 2 paper published in related journal & 2 Patent application, 1 registration

Expected Contribution
□ A study on 2D hybrid structure can compensate the problem of 2D materials. And also, it is expected that new electrochemical property of the hybrid structure can be investigated from change of their bandgap.
□ A study on growth of hybrid structure and fabricating the thickness-controlled films is expected to retain the intellectual property and to apply it for various industrial field.
□ A study on 2D hybrid structure consisting of 3 materials is new research field. It is expected that this study will have a great effect in the part of science and technology by using properties of each materials and fabricating property-customized hybrid materials.

( 출처 : SUMMARY 5p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 9
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 17
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 18
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 18
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 19
• 8. 참고문헌 ... 19
• 9. 연구성과 ... 20
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 28
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 28
• 12. 기타사항 ... 28
• 별첨1 : 대표연구실적 ... 29
• 별첨2 : 세부 목표 관련 증빙 ... 44
• 끝페이지 ... 51