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변수진,서진아,지원석,설용건,김종학,Byun, Su-Jin,Seo, Jin-Ah,Chi, Won-Seok,Shul, Yong-Gun,Kim, Jong-Hak The Membrane Society of Korea 2011 멤브레인 Vol.21 No.1
원자전달 라디칼 중합(ATRP)에 의해 poly(vinyl chloride) (PVC) 주사슬과 poly(styrene sulfonic acid) (PSSA) 곁사슬로 되어있는 양쪽성 PVC-g-PSSA 가지형 공중합체를 합성하였다. 합성된 고분자 전해질막을 10 wt% $AgNO_3$ 수용액에 담가 은이온으로 이온교환을 하였으며, 환원제를 통하여 은 나노입자를 성장시켰다. UV분광학과 XRD 분석을 통해 은 나노입자 성장을 확인하였다. 투과전자현미경(TEM) 분석결과 $NaBH_4$를 사용하였을 때 10~20 nm 크기의 은 나노입자를 얻는데 가장 효과적임을 알 수 있었다. 또한 은 나노입자의 성장은 환원제의 농도와 환원 시간에 크게 영향을 받았다. An amphiphilic graft copolymer consisting of a poly(vinyl chloride) (PVC) backbone and poly(styrene sulfonic acid) (PSSA) side chains (PVC-g-PSSA) was synthesized via atom transfer radical polymerization (ATRP). This polymer electrolyte membrane was ion-exchanged to Ag ions by immersing in 10 wt% $AgNO_3$ aqueous solution and templated the growth of Ag nanoparticles by a reducing agent. The formation of Ag nanoparticles was confirmed using UV-visible spectroscopy and X-ray diffraction (XRD). Transmission electron microscopy (TEM) revealed that utilization of $NaBH_4$ was the most effective in the formation of Ag nanoparticles with 10~15 nm in size. The formation of Ag nanoparticles was also strongly affected by the concentration of reducing agent and reduction time.
변수진,서진아,지원석,설용건,김종학,Byun, Su-Jin,Seo, Jin-Ah,Chi, Won-Seok,Shul, Yong-Gun,Kim, Jong-Hak The Membrane Society of Korea 2011 멤브레인 Vol.21 No.2
원자전달 라디칼 중합(ATRP)에 의해 poly(vinyl chloride) (PVC) 주사슬과 poly(styrene sulfonic acid) (PSSA) 곁사슬로 되어있는 양쪽성 PVC-g-PSSA 가지형 공중합체를 합성하였다. PVC-g-PSSA 가지형 공중합체 고분자를 템플레이트로 사용하고 졸겔법을 적용하여, 결정성 아타네제상의 미세기공 이산화티타튬 필름을 제조하였다. $TiO_2$ 전구체인 TTIP를 친수성인 PSSA 영역과 선택적으로 작용시켜 $TiO_2$ 메조기공 필름을 성장하였으며, 이를 주사전자 현미경 (SEM)과 엑스레이회절 (XRD)분석을 통해 분석하였다. 스핀코팅 횟수와 P25 도입에 따른 염료감응 태양전지 성능을 체계적으로 분석하였다. 그 결과 준고체 고분자 전해질을 이용하였을 때, 100 mW/$cm^2$ 조건에서 에너지 변환 효율이 2.7%에 이르렀다. An amphiphilic graft copolymer comprising a poly(vinyl chloride) (PVC) backbone and poly (styrene sulfonic acid) (PSSA) side chains (PVC-g-PSSA) was synthesized via atom transfer radical polymerization (ATRP). Mesoporous titanium dioxide $(TiO_2)$ films with crystalline anatase phase were synthesized via a sol-gel process by templating PVC-g-PSSA graft copolymer. Titanium isopropoxide (TTIP), a $TiO_2$ precursor was selectively incorporated into the hydrophilic PSSA domains of the graft copolymer and grew to form mesoporous $TiO_2$ films, as confirmed by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) analysis. The performances of dye-sensitized solar cell (DSSC) were systematically investigated by varying spin coating times and the amounts of P25 nanoparticies. The energy conversion efficiency reached up to 2.7% at 100 mW/$cm^2$ upon using quasi-solid-state polymer electrolyte.
양친성 그래프트 공중합체의 탄소나노튜브 분산제로의 이용
김종학(Jong Hak Kim),전하림(Ha Rim Jeon),안성훈(Sung Hoon Ahn),지원석(Won Seok Chi) 한국고분자학회 2011 폴리머 Vol.35 No.6
탄소나노튜브(CNT)는 뛰어난 전기적, 물리적인 특성으로 인해 차 세대 소재로서 관심을 끌어 왔다. 그러나 탄소나노튜브들 사이에는 본질 적으로 강한 소수성 상호작용이 내재하여 불규칙한 결합체를 생성하기 때 문에 다양한 분야로의 응용이 어려웠다. 본 연구에서는 양친성 가지형 공 중합체, poly(vinyl chloride)-graft-poly(oxyethylene methacrylate), PVC-g-POEM를 합성하였고 극성 용매에서 단일벽 탄소나노튜브를 분 산시킬 수 있는 용이한 방법을 제시하였다. PVC-g-POEM는 원자전달 라디칼중합(ATRP)으로 중합되었고 gel permeation chromatography (GPC)와 1H NMR spectroscopy를 통해 성공적인 합성되었음을 확인하 였다. 단일벽 탄소나노튜브는 분산제인 PVC-g-POEM와의 친화력으로 인해 극성 용매 dimethylsiloxane(DMSO)에서 균일하게 분산되었으며 transmission electron microscopy(TEM) 분석으로 단일벽 탄소나노튜 브와 PVC-g-POEM의 상호작용으로 생성된 나노복합체의 분산 형태를 관찰하였다. 또한 용매증발 과정을 거쳐 우수한 균질성을 보이는 freestanding 나노복합체 막을 제조하였다. Carbon nanotubes (CNTs) draw attention as promising materials due to their excellent electrical and mechanical properties. However, the intrinsic strong interaction between CNTs presents a challenge to their use in various applications. Here, we present a facile method to disperse single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) in a polar solution using a graft copolymer, poly(vinyl chloride)- graft-poly(oxyethylene methacrylate), PVC-g-POEM. The graft copolymer was synthesized via atom transfer radical polymerization (ATRP), as confirmed by gel permeation chromatography (GPC) and 1H NMR spectroscopy. The SWCNTs were uniformly dispersed in a polar solvent such as dimethylsiloxane (DMSO) using PVC-g-POEM as a dispersant, due to interaction between CNT and the graft copolymer, as revealed by transmission electron microscopy (TEM) analysis. Upon removal of the solvent, free standing nanocomposite films with good homogeneity were obtained.