역전사법을 활용한 고안정성 그래핀 기반 전계효과 트랜지스터 제작

이은호 ( Eunho Lee ),방대석 ( Daesuk Bang ) 한국접착및계면학회 2021 접착 및 계면 Vol.22 No.4

이차원 탄소 동소체인 그래핀은 기존 재료보다 우수한 기계적, 전기적 특성을 지니고 있다. 특히, 그래핀의 전하이동도는 실리콘 대비 100배가량 높다고 알려져 차세대 전자소자의 핵심재료로 각광을 받고 있다. 하지만, 그래핀은 외부 환경의 변화에 매우 민감하여 수분 혹은 산소에 취약하여 그래핀 기반 전자소자의 안정성이 취약하다는 단점이 존재하기에 이를 해결하기 위해 다양한 시도가 이뤄지고 있다. 본 연구에서는 그래핀 전계효과 트랜지스터의 절연막을 전사시에 사용되는 고분자 층의 표면 에너지를 조절하여 안정성을 크게 향상시키는 연구를 수행하였다. 절연층으로 쓰인 고분자의 표면 에너지가 낮아짐에 따라 물 분자 혹은 산소와 같은 대기중의 불순물 흡착을 효과적으로 제어함으로써, 안정성을 향상시킬 수 있었다. Graphene, a two-dimensional carbon allotrope, has outstanding mechanical and electrical properties. In particular, the charge carrier mobility of graphene is known to be about 100 times higher than that of silicon, and it has received attention as a core material for next-generation electronic devices. However, graphene is very sensitive to environmental conditions, especially vulnerable to moisture or oxygen. It becomes a disadvantage in that the stability of the graphene-based electronic device, so various attempts are being made to solve this problem. In this work, we report a method to greatly improve the stability by controlling the surface energy of the polymer layer used for transferring the insulating layer of the graphene field-effect transistor. As the surface energy of the polymer used as the insulating layer was lowered, the stability could be improved by effectively controlling the adsorption of impurities in the atmosphere such as water molecules or oxygen.

Effects of particle concentration, size and mixing time on the shear thickening of concentrated particle-fluid suspension

Ho Bin Jung,Daesuk Bang,Hyo Jin Kim,Kwan Han Yoon,Young Sil Lee 한국고분자학회 2016 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.41 No.2

Study on Mechanical Properties of PP/Elastomer Composites for Automobile Bumpers

Hyeongsu Lee,Yuri Park,Rami Lee,Daesuk Bang 한국고분자학회 2016 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.41 No.2

Electrical Properties of CNT and Carbon Fiber Filled Hybrid Composites Based on PA66

( Minji Lee ),( Se-ho Park ),( Kwang-hwan Jhee ),( Hyoungsan Kye ),( Daesuk Bang ) 한국고무학회 2021 엘라스토머 및 콤포지트 Vol.56 No.2

In recent times, the demand for electronic devices has increased because of advancements in the electronics industry. Consequently, research on shielding against electromagnetic interference (EMI) from electronic devices has also progressed significantly. In particular, research on imparting electrical conductivity to plastic has seen substantial progress. In this study, the effect of hybrid fillers comprising carbon fiber (CF) and carbon nanotubes (CNTs) on the electrical properties of polyamide 66 (PA66) composites was investigated. PA66 composites were prepared using a BUSS Co-Kneader single-screw extruder. EMI shielding effectiveness (SE) increased with the increasing addition of unsized CF (UCF), sized CF (SCF), and CNTs. For the PA66/SCF/CNT hybrid filler composites, EMI SE significantly increased with the increase in SCF content. Finally, the hybrid filler comprising SCF and CNTs may have a synergistic effect on the EMI SE and surface resistivity of PA66/SCF/CNT composites.

폐타이어 분말과 재생PP로 제조한 열가소성 고무 플라스틱(TPV)의 물성평가

안주영,박종문,방대석,김봉석,오명훈,An, Ju-Young,Park, Jong-Moon,Bang, DaeSuk,Kim, Bong-Suk,Oh, Myung-Hoon 한국자원리싸이클링학회 2014 資源 리싸이클링 Vol.23 No.4

자동차 산업의 발달과 함께 환경오염 문제가 심각해지면서 연간 300,000톤 이상 발생하는 폐타이어의 재활용에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 폐타이어 재활용을 목적으로 40, 80, 140 mesh 크기의 폐타이어 분말을 선별한 후, 입도 분석을 통하여 크기를 확인하고 그 형상을 SEM을 통해 관찰하였다. 또한 각각의 폐타이어 분말을 Virgin PP와 혼합하고 Intermeshing Corotating Twin Screw Extruder를 이용하여 TPV를 제조하고 특성 분석을 하였다. 이 중 효과가 좋은 140 mesh의 폐타이어 분말과 Virgin PP, Waste PP, PP-g-MA 세 가지 종류의 매트릭스를 다양한 비율로 혼합하여 TPV를 제조한 후 UTM을 통한 인장강도, 연신율과 Izod impact로 충격강도 등을 측정하였고 TGA로 열안정성을 확인하였다. 또한 SEM을 통하여 폐타이어 분말의 분산정도 및 파단면을 확인하였다. 300,000 tons of waste tires are annually being produced with development of the automotive industry in Korea. Landfill and incineration treatment system are causing the economic problem through secondary environmental pollution and waste. Therefore, as one of the ways to take advantage of this, Thermo-Plastic Vulcanized (TPV) composite was prepared by the ground waste tire and plastic powders. The waste tire powder was gained by mechanical fracturing through crushers. The waste tire powder was ground by a shear crushing method and a 2-stage disk mill method instead of cutting crushing one. The waste tire powder of 50 mesh was mixed with Polypropylene(PP) in various proportions. TPVs were prepared by an extrusion, and tensile and impact tests were performed. In addition, the same experiments were repeated in 40, 80, 140 mesh conditions in order to observe size effect of waste tire powders.

폐타이어 고무분말 재활용을 위한 화학적 탈황과 기계적 물성 평가

안주영,박종문,방대석,김봉석,오명훈,An, Ju-Young,Park, Jong-Moon,Bang, Daesuk,Kim, Bong-seok,Oh, Myung-Hoon 한국자원리싸이클링학회 2015 資源 리싸이클링 Vol.24 No.3

세계적으로 폐타이어를 포함한 가황고무제품의 재활용 문제가 심각하게 대두되고 있다. 특히 자동차 수요량이 증대됨에 따라 발생하는 폐타이어는 매립이나 소각 시 가교결합 된 황 성분에 의해 2차 환경오염을 일으킨다. 또한 재생고무로 이용 시 가교 결합된 황에 의해 원료 고무와의 결합을 방해하여 적절한 물성을 가지지 못한다. 따라서 폐타이어 고무분말 재활용을 위해서 탈황 처리와 관련된 기술개발이 활발하게 이루어져 왔다. 탈황 처리 공정을 거쳐 재생된 폐타이어는 원료 고무와 혼합된 후 가황공정을 통하여 용도에 맞는 제품으로 제조 할 수 있다. 본 연구에서는 화학적 탈황법을 이용해 폐타이어를 탈황하여 탈황 정도를 분석하였다. 2-butanol 용액을 이용하여 온도, 탈황처리시간 등의 변수에 따른 탈황 효과를 살펴보았다. 고무시료를 유기용매에 팽윤한 후 100, 150, $200^{\circ}C$에서 1~5hr 동안 탈황처리 하였다. 그 후 평행팽윤법을 이용해서 수평균분자량과 가교밀도를 계산하여 정량적으로 탈황도를 분석하였다. 또한 Hot press를 이용하여 인장시편을 제조한 후 기계적 물성도 평가하였다. Recycling of vulcanized rubber products is a serious problem in the world. A quantity of generated waste tires becomes much more and more because of increasing demands on automobiles, resulted in the cause of serious secondary pollution by sulfur component that is crosslinked to incineration or landfill. In addition, crosslinked surfur is used to interfere with the binding of the raw material rubber. In this study, we analyzed the degree of devulcanization by the chemical devulcanization. Devulcanization ratio of the samples were systematically analysed by variables such as time and temperature. In addition, the effect of swelling method as a pre-treatment process was also measured. A rubber specimen was deepened in a organic 2-buthanol solutions during various times of 1 ~ 5 hrs at 100, 150, $200^{\circ}C$ respectively, then to calculate the crosslink density and the number average molecular weight by using a parallel expansion process, which showed devulcanization degree of analyzed samples quantitatively. Also, the mechanical properties were measured with the samples prepared by using a hot press.

구리전해도금에서 알킬아민의 영향 연구

이재원,신영민,방대석,조성기,Lee, Jaewon,Shin, Yeong Min,Bang, Daesuk,Cho, Sung Ki 한국전기화학회 2022 한국전기화학회지 Vol.25 No.2

본 연구에서는, 알킬아민이 구리전해도금에 미치는 영향을 cyclic voltammetry를 이용해 분석해보았다. 수용액상 용해도를 갖는 알킬아민을 도금액에 첨가할 경우, Cu²⁺의 환원반응이 억제되는 것을 확인할 수 있었다. 다양한 알킬아민 중 1,12-diaminododecane에 대해 다양한 농도 및 도금액 조건에서 억제 효과를 관찰하였다. 1,12-diaminododecane은 산성 도금액상에서 protonation 되어, Cu²⁺의 착화제로써 작용하지 않았으며, 따라서 1,12-diaminododecane의 억제 효과는 Cu 표면상 흡착에 의한 것임을 확인할 수 있었다. 1,12-diaminododecane는 (i) protonation에 의한 양이온화와 그에 따른 Cu 표면상 기흡착한 음이온과의 정전기적 인력에 의한 흡착과 (ii) amine에 의한 Cu 표면상 직접 흡착의 두가지 특성을 모두 가지고 있었다. 흡착한 1,12-diaminododecane은 도금 반응을 억제할 뿐만 아니라, 구리도금막 형성시 3차원적 성장과 표면 미세화를 야기하였다.

Characteristics Studies of Waste Tire Rubber Powders using the Different Grinding Methods

박종문,안주영,방대석,김봉석,오명훈,Park, Jong-Moon,An, Ju-Young,Bang, Daesuk,Kim, Bong-Seok,Oh, Myung-Hoon The Korean Institute of Resources Recycling 2014 資源 리싸이클링 Vol.23 No.3

본 연구에서는 기존의 cutting 분쇄방식 대신 여러 가지 문제점을 개선한 shear방식 및 2단 disk mill 방식으로 폐타이어를 미분화시켰다. 각 파쇄 또는 분쇄 단계별로 다양한 크기의 고무 칩을 얻을 수 있었다. Shear방식 및 2단 disk mill 방식은 회전 속도와 방향이 다른 두 개의 드럼형의 칼날로 이루어져 있어서 기존의 cutting 방식보다 거친 표면의 미분화 폐타이어 분말을 얻을 수 있었다. 본 연구에서는 주로 shear방식으로 미분화된 폐타이어 분말의 형상을 SEM을 통해 비교하였다. 추가적으로 적절한 크기의 폐타이어 분말이 얻어졌는지를 확인하기 위해 입도분석을 수행하였다. In this study, a method of shear crushing and a two-stage disk mill were introduced to grind the waste tire powder. Rubber chips with various size were obtained during the crushing or grinding step. The two-stage disk mill was composed of two drum-type blades rotating at various speed and in opposite directions. Therefore, more roughly surfaced particles of micronized waste tire powder were obtained using shear crushing rather than using conventional cutting crushing. In this study, the shape of shear-crushed waste tire particles was compared with conventional cutting crushing particles by scanning electron microscope. In addition, the particle size analyzer was employed to determine the appropriate particle size of waste ground tire powders obtained in this study.

The Cytotoxicity of Polylactic Acid (PLA) Composite Containing silver/zinc/zeolite compound

Tae-Hee PARK,Se-Ho PARK,Jae-Yeul LEE,Daesuk BANG,Kwang-Hwan JHEE 한국생물공학회 2016 한국생물공학회 학술대회 Vol.2016 No.4

Structural optimization of graphite for high-performance fluorinated ethylene–propylene composites as bipolar plates

Lee, Moon Hee,Kim, Ho Young,Oh, Seong Moon,Kim, Byung Choon,Bang, Daesuk,Han, Joong Tark,Woo, Jong Seok Elsevier 2018 INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY - Vol.43 No.48

<P><B>Abstract</B></P> <P>This paper presents a novel method of structural optimization by using graphite particles ranging in size from 35 to 500 μm to fabricate conductive fluorinated ethylene–propylene composites for high-temperature bipolar plates. To investigate the effects of dispersion and packing density, the large graphite particles were decorated with fluorinated ethylene–propylene powders by ball milling, and the master batch of well-dispersed small graphite particles and polymer master batch was mixed with large graphite particles. The resulting fluorinated ethylene–propylene/graphite composite bipolar plates, which contained 65 wt% graphite, exhibited high electrical conductivity of 550 S cm<SUP>−1</SUP>. In particular, by modulating the electrical transportation paths between the large graphite particles with the well-dispersed fluorinated ethylene–propylene/graphite master batch, the orientation and dispersion of the graphite particles in the matrix resulted in enhanced electrical conductivity and mechanical properties. The preparation of structurally optimized fluorinated ethylene–propylene/graphite composite bipolar plates with well-dispersed graphite particles of different sizes provides a robust and scalable strategy for realizing high-performance and large-area bipolar plates.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> FEP/graphite composites were prepared by melt-processing from a master batch. </LI> <LI> Graphite particles of different sizes were dispersed in the master batch. </LI> <LI> FEP/graphite composite bipolar plates (BPs) were prepared by compression molding. </LI> <LI> Structurally optimized BPs had high electrical conductivity and mechanical properties. </LI> <LI> The composites represent a robust and scalable strategy for large-area BPs. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>