배관의 결빙에 의한 열변형 및 열응력 해석

박영돈,변상규,강범수,Park, Yeong-Don,Byeon, Sang-Gyu,Gang, Beom-Su 대한기계학회 1998 大韓機械學會論文集A Vol.22 No.1

In case the systems have radioactivity, toxic liquid or expensive fluid, and have to be performed repair work at one point of the system pipe, the formation of an internal ice plug by the removal of heat from the pipe is often consideredas a useful method. In this procedure, an annular jacket is placed around the pipe, and the jacket is then filled with liquid Nitrogen(-196.deg. C). Thermal analysis by the finite element method based on the laboratory experiments has been constructed. The result of the finite element analysis on the experimental model shows to be reasonable, and thus the finite element analysis for different pipe size, material and thickness has been performed to see if the ice plugging procedure in various applications can be safely performed without possibility of damage to the pipe. It has been confirmed that in carbon steel pipes the maximum stress is found around the boundary of the freezing jacket, and the stress increases as pipe thickness increases, but the maximum stress shows no consistency along the increment of the pipe diameter. The maximum stresses appear lower than yield stress in carbon steel. It has been also shown that in stainless steel pipes the maximum stresses are also found around the boundary of the freezing jacket, but almost the same value in spite of different pipe size an thickness, and the maximum stresses show slightly higher than the yield stress of the stainless steel.

Conjugated Polymer-Inorganic Porous Material Hybrids for Sensitive Gas Sensors

Yeong Don Park(박영돈) 한국고분자학회 2022 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.47 No.2

표면개질된 금 전극의 일함수 조절을 통한 고성능 유기박막 트랜지스터 개발

박영돈 ( Yeong Don Park ) 한국공업화학회 2012 공업화학 Vol.23 No.3

용액공정이 가능한 저분자 유기반도체, triethylsilylethynyl anthradithiophene (TES ADT)을 기반으로 한 유기박막 트랜지 스터에서 금 전극의 일함수를 제어하기 위해 표면을 자기조립 단분자막(self-assembled monolayers, SAMs)으로 개질 하였다. Benzothiol (BT)과 pentafluorobenzothiol (PFBT) 자기조립 단분자막을 이용해 금 전극의 일함수를 조절하고 이를 통해 TES ADT의 HOMO 준위에 대한 정공주입장벽을 최소화 하고자 하였다. 또한, solvent annealing 후처리 공정을 통해 TES ADT 박막의 결정성을 향상시켰고, 이를 PFBT로 개질 된 금 전극을 기반으로 한 유기박막 트랜지스터에 적용한 경우 0.05 cm2/Vs의 높은 전계효과 이동도와 106의 높은 점멸 비를 보고하였다. Au electrodes modified with self-assembled monolayers (SAMs) were used to control the work function of source/drain electrodes in triethylsilylethynyl anthradithiophene (TES ADT)-based organic thin film transistors (OTFTs). By using benzothiol (BT) and pentafluorobenzothiol (PFBT) SAMs, the hole injection barrier between Au and the highest occupied molecular orbital (HOMO) of TES ADT was controlled. After a solvent annealing, TES ADT OTFTs with PFBT SAM-treated Au electrodes were found to exhibit high field-effect mobilities of 0.05 cm 2/Vs and on/off current ratios of 106.

반도체 기술 유기박막 트랜지스터의 연구현황과 전망

박영돈 ( Yeong Don Park ),장윤석 ( Yun Seok Jang ),최현호 ( Hyun Ho Choi ),조길원 ( Kil Won Cho ) 한국공업화학회 2008 공업화학전망 Vol.11 No.5

비용매 첨가량과 숙성시간이 폴리사이오펜 박막의 결정생성과 성장에 미치는 영향

김건우(Gun Woo Kim),박영돈(Yeong Don Park) 한국고분자학회 2017 폴리머 Vol.41 No.1

본 연구에서는 poly(3-hexylthiophene)(P3HT)을 양용매인 클로로포름에 용해시킨 다음, 용액 내에서 분자 규칙도를 향상시키기 위해서 비용매인 acetonitrile을 소량 첨가하였다. Acetonitrile의 첨가량을 조절하여 용액 내에 초기에 형성되는 P3HT 결정 생성량을 조절하였으며 숙성시간을 통해 결정을 성장시켰다. Acetonitrile 6 vol%를 첨가했을 경우, 초기에 결정 생성량이 적어 낮은 결정성의 박막이 제조되었으나, 숙성시간이 증가함에 따라 높은 결정화도를 가진 박막이 제조되었다. 결과적으로 비용매의 첨가량에 따라서 분자들의 결정생성 개수와 결정성장의 최적시간이 달라지기 때문에, 비용매 첨가량에 따라 적절한 숙성 시간을 선정하면 고분자 박막의 결정화도와 전기적 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있다. In this work, we added small amounts of the non-solvent (acetonitrile) to the chloroform solutions prior to film formation in order to enhance molecular order of poly(3-hexylthiophene) (P3HT). In the early stage, nucleation sites were controlled by adding volume ratio of acetonitrile, and nucleated crystals of P3HT molecule were grown by aging the ordered precursor solution. In the case of the addition of acetonitrile, 6 vol%, the P3HT thin film showed very low crystallinity in the early stage due to low density nucleation sites. After aging the precursor solution, however, highly ordered P3HT thin film was fabricated. The molecular order and electrical properties of P3HT films were profoundly enhanced by controlling both volume ratio of added non-solvent and aging time, because nucleation sites and optimum aging time of crystal growth were dependent on the amount of non-solvent.

기능성 이온 단량체의 가교를 통하여 표면 개질된 고율 충전용 리튬 망간 산화물 양극 소재

성민지(Min Ji Seong),박소영(So Young Park),김태현(Tae-Hyun Kim),박영돈(Yeong Don Park),임태은(Taeeun Yim) 한국고분자학회 2022 폴리머 Vol.46 No.1

본 연구에서는 리튬이온전지 양극 소재로 각광받고 있는 lithium manganese oxide(LMO)의 고율 충/방전 특성을 개선하고자 3-propyl-1-vinylimidazolium tetrafluoroborate(VPI BF₄)의 구조를 갖는 이온성 가교제를 설계하고 이를 LMO 양극 소재 표면에서 가교하여 표면 특성이 개선된 LMO 양극을 개발하였다. 이온성 가교제는 핵 자기공명 분광법을 통하여 합성을 확인하였으며 LMO 양극 표면에서의 가교 반응 전후의 푸리에 변환 적외선 분광기 분석을 통해 LMO 양극 소재 표면의 개질이 성공적으로 진행되었음을 확인하였다. 그 결과 VPI BF₄으로 개질된 LMO 양극 소재는 안정적인 전기화학적 수명 특성 및 개선된 고율 특성을 나타내었으며, 충/방전이 완료된 전극의 분석을 진행하여 VPI BF₄가 계면 특성의 개선에 기여하고 있음을 확인하였다. In this study, 3-propyl-1-vinylimidazolium tetrafluoroborate (VPI BF₄) as an ionic crosslinker is designed and synthesized to improve the high rate capability of lithium manganese oxide (LMO) cathode material. The synthesis of ionic crosslinker is confirmed by ¹H nuclear magnectic resonance and <SUP>19</SUP>F nuclear magnectic resonance spectroscopies. It is confirmed that the VPI BF₄ is successfully crosslinked through Fourier-transform infrared spectroscopy. The use of VPI BF₄ does not compromise with the electrochemical performance of the cell even at high temperature and enhances the rate capability. The analysis of electrodes after electrochemical evaluation proves that VPI BF₄ contributes to the improvement of LMO interphase properties.

스핀코팅 시 가속 시간이 폴리티오펜 박막의 결정성장과 전기적 특성에 미치는 영향

권은혜(Eun Hye Kwon),박소영(So Young Park),박영돈(Yeong Don Park) 한국고분자학회 2021 폴리머 Vol.45 No.3

본 연구에서는 poly(3-hexylthiophene)(P3HT)을 양용매인 클로로포름과 디클로로벤젠에 각각 용해한 후 스핀코팅 시 회전 속도에 도달하는 시간을 달리하여 박막을 제조하였다. 회전 속도에 도달하는 시간을 1초부터 5초로 다양하게 조절하여 박막제조 시 초기에 형성되는 P3HT 결정 생성량을 증가시켰다. 최종 회전 속도에 도달하는 시간이 1초인 경우에는 초기에 형성된 결정 생성량이 적어서 낮은 결정성의 박막이 제조되었으나 가속 시간이 증가함에 따라 높은 결정화도를 가진 박막이 제조되었다. 가속도뿐만 아니라 용매의 비점에 따라서 분자들의 결정성장이 달라지는 것을 관찰하였다. 그 결과 스핀코팅 시 최적의 공정조건을 선택하여 고분자 박막의 결정화도와 전기적 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있었다. In this study, a thin film was prepared by dissolving poly(3-hexylthiophene) (P3HT) in chloroform and dichlorobenzene, which are good solvents, respectively, and varying the time to reach the rotational rate during spin coating. The time to reach the rotational rate was variously adjusted from 1 to 5 s to increase the amount of P3HT crystals formed at the early stage of thin film fabrication. When the time to reach the final rotational rate was 1 s, a thin film with low crystallinity was produced. The number of crystals formed initially was small, but a thin film with high crystallinity was produced as the acceleration time increased. It was observed that the crystal growth of the molecules was changed depending on the boiling point of the solvent and the acceleration time. As a result, the polymer thin film’s crystallinity and electrical performance could be dramatically improved by optimum process conditions during spin coating.

Dipping 방법을 이용한 공액 고분자박막 트랜지스터의 전기적 특성 향상

김혜수(Hye Su Kim),나진영(Jin Yeong Na),박영돈(Yeong Don Park) 한국고분자학회 2014 폴리머 Vol.38 No.2

본 연구에서는 용해도가 낮은 용매에 dipping하는 방법을 이용하여 고분자 반도체 박막의 분자규칙도를 쉽게향상시켰다. Poly(3-hexylthiophene)(P3HT)의 구조적, 광학적, 전기적 특성은 dipping 용매의 용해도와 dipping 시간에 따라 크게 영향을 받았다. 특히 methylene chloride 용매에 P3HT 박막을 dipping한 뒤 dipping 시간을 조절하여고분자 박막의 분자규칙도를 효과적으로 증가시켰다. 분자규칙도와 전기적 특성의 관계를 고려하여 적절한 용매선택과 dipping 시간을 최적화할 수 있었다. In this work, it is possible to simply improve the molecular ordering of a conjugated polymer thin film by dip-ping into poor solvent. The structural order, optical, and electrical properties of poly(3-hexylthiophene) (P3HT) films were profoundly influenced by dipping time and solubility of solvent. Especially the dipping time in methylene chloride was controlled to efficiently improve the molecular ordering of the P3HT. The correlation between the structural order and the electrical properties was used to optimize the dipping time in the appropriate solvent.

상온 이온성 액체로 활성화시킨 고온 작동 가능한 Nafion 고분자 전해질

이수현(Suhyun Lee),임태은(Taeeun Yim),박영돈(Yeong Don Park),문준영(Junyoung Mun) 한국고분자학회 2018 폴리머 Vol.42 No.4

고분자 연료전지의 핵심 소재 중 하나인 Nafion 고분자 전해질은 전도성을 부여하기 위해 물을 이용하여 활성화하여 사용한다. 그러나 수용액은 상온에서도 휘발성이 있고, 끓는점이 100 oC로 제한되어 고분자 연료 전지의 작동 온도 범위를 제한하는 가장 큰 이유로 지적되고 있다. 이를 극복하기 위하여, 상온에서 휘발성이 없으면서도 전도성을 띠는 상온 이온성 액체를 이용하여 Nafion 고분자 전해질을 활성화하고자 하였다. 상온 이온성 액체의 구조가 전도도에 미치는 영향성을 파악하기 위해, 상온 이온성 액체의 alkyl-methylimidazolium 양이온을 기준으로 alkyl기에 ethyl, butyl, iso-butyl 기를 각각 도입하고, 음이온을 tetrafluoroborate, bis[(trifluoromethyl)sulfonyl]imide)로 제어하여, Nafion 고분자 전해질을 활성화하였다. 또한 Nafion 고분자 전해액 내에 높은 상온 이온성 액체 함침(impregnation)을 통한 높은 전도성 구현을 위하여, Nafion 용액의 casting 시 60-120 wt%의 상온 이온성 액체를 혼합하여, 높은 전도도와 고온 작동성을 갖는 Nafion 고분자 전해질을 연구하였다. Nafion polymer electrolyte, which is essential material of polymer fuel cells, is activated by water and shows conductivity. However, such aqueous electrolyte is volatile at room temperature, and the operating temperature is limited to 100 oC. In order to overcome this problem, we tried to activate Nafion polymer electrolyte by using room temperature ionic liquids. The influence of the molecular structure of room temperature ionic liquid on conductivity is evaluated by controlling ethyl, butyl, and iso-butyl groups into an alkyl group of alkylmethylimidazolium cation. Also their anion structure is controlled with tetrafluoroborate and bis[(trifluoromethyl)sulfonyl]imide. For the high conductivity of Nafion polymer electrolytes, Nafion polymer electrolytes with high conductivity and high temperature operation are studied by mixing 60-120 wt% of room temperature ionic liquids during casting of Nafion solution.

용매 첨가제의 용해도 계수가 공액고분자의 자기조립 거동에 미치는 영향

권은혜 ( Eun Hye Kwon ),이정익 ( Jeong Ik Lee ),박소영 ( So Young Park ),함예은 ( Yea Eun Hahm ),박영돈 ( Yeong Don Park ) 한국공업화학회 2020 공업화학전망 Vol.23 No.5

유기전자소자는 용액공정을 통한 대량생산이 가능하기 때문에 기존 무기전자소자에 비해 제조비용이 저렴하고 대면적 생산이 가능하며, 유기분자의 본연 특징으로 인해 유연하고 가벼운 소자를 구현할 수 있다. 그러나 무기반도체에 비하여 현저히 낮은 전하이동도 특성은 유기전자소자의 상용화에 걸림돌이 되고 있다. 따라서 공액고분자의 결정화도, 모폴로지, 분자배향 최적화를 통한 자기조립 박막 제조는 전하이동을 원활히 하기 때문에 유기전자소자의 개발에 필수적이다. 본 기고에서는 유기전자소자의 활성층으로 사용되는 공액고분자의 자기조립을 유도하기 위한 다양한 특성을 갖는 용매 첨가제의 효과에 대해서 알아보고, 특히 첨가제의 용해도 계수가 공액고분자의 자기조립 거동에 미치는 영향에 대해 자세히 논의하고자 한다.