초록 ▼

□ 연구개요
고분자 내에 분산된 탄소나노튜브(CNT)의 대면적 수직배향 기술을 개발하고, 이를 통해 기계적·전기적 특성이 획기적으로 향상된 비등방성 탄소나노튜브-고분자 다기능 복합체를 개발하였음. 전기전도성이 뛰어난 금속성 CNT를 분리하여 효과적인 대면적 유전영동 공정을 개발하며, CNT 배향에 따른 CNT-고분자 복합소재의 비등방성 물성 연구 및 응용을 진행하였음

□ 연구 목표대비 연구결과
[연구내용1] 고분자 용액 내에서 유전영동이 용이한 금속성 CNT의 제조
● 전기전도성이 매우 우수한 금속성 a

□ 연구개요
고분자 내에 분산된 탄소나노튜브(CNT)의 대면적 수직배향 기술을 개발하고, 이를 통해 기계적·전기적 특성이 획기적으로 향상된 비등방성 탄소나노튜브-고분자 다기능 복합체를 개발하였음. 전기전도성이 뛰어난 금속성 CNT를 분리하여 효과적인 대면적 유전영동 공정을 개발하며, CNT 배향에 따른 CNT-고분자 복합소재의 비등방성 물성 연구 및 응용을 진행하였음

□ 연구 목표대비 연구결과
[연구내용1] 고분자 용액 내에서 유전영동이 용이한 금속성 CNT의 제조
● 전기전도성이 매우 우수한 금속성 arc discharged SWNT의 고효율 대량 분리에 성공함. 금속성 arc discharged SWNT 분리 방법에 대한 특허를 2건 출원하였으며 논문 2건 출간, 1건 심사 중에 있음.
[연구내용2] 점도가 낮고, CNT를 분산시킬 수 있는 열(광)경화 고분자 선정
● CNT에 분산이 가능한 polyacrylate 계열 고분자를 선정하고, MIBK 용매를 고분자와 적절히 혼합하여 0.01 wt%부터 0.1 wt%의 고농도까지 다양한 농도의 CNT분산을 성공시킴.
● 유기용매 분산과 SEM 포착이 동시에 가능한 최적 수준의 CNT 산처리 공정을 탐색하여 적용함.
[연구내용3] 최적의 비등방성 CNT-고분자 구조체를 만들 수 있는 유전영동 공정 조건 도출
● 두 개의 ITO 전극 사이에 CNT-고분자 용액을 주입하고 전류를 가하는 동시에 UV 조사를 진행할 수 있는 유전영동 공정 지그를 제작함.
[연구내용4] 광(열)경화법을 이용 수직배열 CNT-고분자 복합체 제조
● 20 V, 2.0 MHz 의 AC를 2개의 ITO 전극에 다른 위상으로 (0°, 180°) 가하여 고분자 전체에 CNT가 수직 배향된 고분자 복합체를 제조함.
● 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 CNT가 수직 배향된 고분자 복합체와 배향되지 않은 고분자의 단면 차이를 분석함.
[연구내용5] CNT 배향구조에 따른 CNT-고분자 복합체의 비등방성 기계적·전기적 특성 차이를 규명하고 이를 실제 제품에 응용
● 만능재료시험기(UTM)을 이용하여 면 방향의 고분자 압축시험을 진행함. 기존 고 분자에 비해 CNT-고분자 복합체가 더 높은 압축강도를 나타냄.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
[활용계획]
● 자동차·항공기·국방 산업에의 활용: 기계적 특성이 획기적으로 개선된 경량 CNT-고분자 복합소재는 연비 향상 등 현 자동차·항공기 산업에서 극복해야 하는 과제를 해결하는데 큰 역할을 할 것으로 기대하며, 방탄유리 등의 소재로 활용될 수 있어 전투차량 국방산업에 활용가능성도 높을 것으로 기대함.
● 전자제품에의 활용: CNT가 수직배열된 CNT-고분자 복합체는 투명전극소재로 활용될 수 있어, 기존 투명전극 대안으로 활용될 수 있으며, CNT의 높은 열전도도를 활용한, 방열기판 등으로 활용 가능함.
[기대효과]
● 새로운 공정메커니즘에 의한 CNT-고분자 복합체 형성 원천기술 확보 가능함.
● CNT를 활용함으로써 기계적 강도와 전자적 특성이 우수하고 다양한 분야에 사용이 가능한 새로운 고분자 복합소재를 제공함.
● 본 기술은 CNT-고분자 코팅액 제조에도 응용이 가능하므로, 플라스틱 표면보호(강화)를 위한 하드코팅제 형태로 다양한 분야에 적용이 가능한 원천기술확보가 가능함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 참고문헌 ... 13
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 16
• 끝페이지 ... 22