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- 저자 : DAT QUY NGUYEN (검색결과 2 건)
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NGUYEN QUY DAT UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 2018 국내석사
기계적 안정성과 함께 폴리머의 열적 특성은 다양한 응용 분야에서 고려해야 할 핵심 엔지니어링 요소 중 하나이다. 이 연구에서는, 원자층 단위 증착 공정(Atomic Layer Deposition, ALD) 에서 일반적으로 발생하는 금속 함침 현상을 응용하여 비정질 폴리 (아크릴산) (poly (acrylic acid), PAA) 고분자의 열전도도를 조절할수 있음을 실험적으로 증명을 하였다. 원자층 단위 증착 공정의 독특한 기상 반응이 비정질 PAA 중합체에 금속 함침 (예 : Al)을 일으킬수 있음을 실험적으로 관찰을 하였고, Time-domain thermoreflectance (TDTR) 측정법을 이용하여 제작된 하이브리드 물질의 열전도도를 측정하였다. 금속 함침이 PAA의 열 전도성에 미치는 영향을 명확히 규명하기 위하여, 다양한 분광학적 기법을 이용하여 분석을 수행하고, 함침 된 금속 이온이 PAA의 화학적 구조에 상당한 변화를 일으킨다는 것을 발견하였다. 특히, PAA의 카르복실기 (-COOH)가 침투된 금속이온에 의하여 구조가 크게 변화된것으로 관찰되었고, 이 변화된 구조가 하이브리드 물질의 열전도도를 결정하는 주요인자로 현재 추정이 되고 있다. 금속이온 침투를 응용하는 방법은 다양한 고분자 재료의 열적 특성을 설계할수 있는 간단하고 유용한 방법이 될 수 가 있을 것으로 사료된다. Thermal properties of polymer, together with mechanical stability, have been one of the key engineering factors to be considered for various applications. In this study, we engineered the thermal conductivity of amorphous poly (acrylic acid) (PAA) polymer by metal impregnation phenomena which have been usually occurred during atomic layer deposition (ALD) process. We observed that the unique gas phase reaction of the ALD causes metal impregnation (e.g. Al) into the amorphous PAA polymer, which consequently significantly affects the thermal conductivity of the PAA. We carefully measured and compared the thermal conductance of the PAA before and after metal impregnation using time-domain thermoreflectance (TDTR) method. In order to clarify the effect of the metal impregnation on thermal conductance of the PAA, we performed various spectroscopic studies. We found that the impregnated metal elements give rise to considerable changes in the chemical configuration of PAA. In particular, carboxyl groups (-COOH) in PAA was observed to be clearly modified and the bonding states of carbon and oxygen were significantly changed by the tiny amounts of the impregnated metal elements, which likely resulted in enhancement in thermal conductance .We believe that our method could be a simple and useful way to engineer thermal properties of various polymeric materials.
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DAT QUY NGUYEN 과학기술연합대학원대학교 한국전자통신연구원(ETRI) 2024 국내박사
Electromagnetic interference (EMI) shielding material is the most effective solution to protect electronic devices and human health from the harmful effect of electromagnetic radiation. The study of EMI shielding materials is intensifying in the constantly developing picture of the fourth industrial revolution. A huge demand for compact and multi-functional devices requires the integration of new functions into EMI shielding materials. Multifunctional EMI shielding materials perform multiple functions beyond their main function EMI shielding in a system due to their specific properties. The miniaturization and integration of electronic devices have led to an increased accumulation of heat, which can disrupt normal functioning. Their functionalities are also severely affected when they are exposed to the abundant electromagnetic interference (EMI) resulting from the rapid development of fifth-generation telecommunication technology extended to mmWaves and sixth-generation telecommunication frequencies up to 110 GHz. Therefore, it is urgent to develop composite materials with excellent EMI shielding effectiveness and heat dissipation abilities. Herein, I fabricated an all-in-one thin film composite using carbon nanotubes (CNT), boron nitride (BN), and thermoplastic polyurethane (TPU) through a layer-by-layer casting method to create a composite supported by hydrogen bonding with impressive EMI shielding and heat dissipation properties. The high electrical conductivity of the CNT-BN-TPU composite resulted in the highest EMI shielding effectiveness, ranging from 90.66 dB in Ka-band to 79.8 dB in W-band, at a thickness of 100 µm, with absorption efficiency of 83.07% at 34 GHz and 80.85% at 100 GHz, respectively. The composite demonstrated excellent heat dissipation, thanks to its outstanding out-of-plane thermal conductivity, which reached 1.971 W/mK. I believe that my proposed method for producing an all-in-one composite thin film with excellent EMI shielding and thermal management capabilities could be a useful approach for the next generation of smart electronic devices. 전자파 간섭(EMI) 차폐재는 전자파의 유해한 영향으로부터 전자 기기와 인간의 건강을 보호하는 가장 효과적인 솔루션 중의 하나이다. 끊임없이 발전하는 4차 산업혁명 시대에 EMI 차폐 소재에 대한 연구가 더욱 증가되고 있다. 또한, 소형 다기능 전자기기에 대한 엄청난 수요로 인해 EMI 차폐 재료에 새로운 기능이 추가되는 요구가 높아지고 있다. 다기능 EMI 차폐 재료는 추가된 특별한 기능으로 인해 전자 시스템에서 EMI 차폐재 이상의 다양한 기능성을 부과하는 역할을 하게 된다. 또한, 전자 기기의 소형화 및 집적화로 인해 열 축적이 크게 증가하여 소자나 시스템의 정상적인 기능을 방해할 수 있다. 최근, mmWaves로 확장된 5세대 통신 기술과 최대 110 GHz의 6세대 통신 주파수의 급속한 발전으로 인해 발생하는 풍부한 전자파 간섭(EMI)에 의해 소자나 시스템의 기능이 심각한 오동작 등의 영향을 받고 있다. 따라서 EMI 차폐 효과와 방열 특성이 우수한 복합재료의 개발이 시급한 실정이다. 본 논문은 탄소나노튜브(CNT), 질화붕소(BN), 열가소성 폴리우레탄(TPU)을 층상 캐스팅 방식을 이용하여, 일체형 박막 복합재로 제작하여, 수소결합을 지지하는 복합재를 제작하였으며, 매우 우수한 EMI 차폐 및 열 방출 특성을 갖는 것을 확인하였다. CNT-BN-TPU 복합체의 높은 전기전도도는 복합재 필름 두께 100 μm에서 90.66 dB(Ka 대역), 79.8 dB(W 대역)로 매우 높은 EMI 차폐 효과를 나타냈으며, 흡수 효율은 34 GHz에서83.07%, 100 GHz에서80.85%로 확인되었다. 또한 제작된 복합재는 1.971 W/mK에 달하는 뛰어난 수직 열전도율로 인해 매우 우수한 방열 성능을 보여주었다. 결론적으로 매우 우수한 EMI 차폐 특성 및 열 방출 기능을 갖는 완전 일체형 복합소재 박막을 제작하기 위해서 본 논문에서 기술한 제조 방법이 차세대 스마트 전자 기기에 매우 유용하게 적용될 수 있을 것으로 기대합니다.
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