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        • KCI등재SCOPUS

          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.

        • KCI등재SCOPUS

          Reduced Recombination Losses with Enhanced Dielectric Permittivity of Donor Polymers in Polymer Solar Cells

          Namchul Cho(조남철), Tae-Dong Kim(김태동), Alex K.-Y. Jen(알렉스 젠) 한국고분자학회 2018 폴리머 Vol.42 No.4

          본 연구에서는 나이트릴 그룹을 작용기로 가지는 고분자에 전기장을 가해주어 고분자의 분극도를 높여 고분자의 유전상수를 증가시키는 연구를 진행하였다. 전자주게 고분자의 유전상수를 증가시켜 재결합에 의한 손실을 효과적으로 감소시킬 수 있었고 이로 인해 고분자 태양전지의 개방전압을 증가시킬 수 있음을 보고하였다. 이러한 결과로부터 고분자 태양전지에서 고분자의 유전상수가 가지는 중요성 및 외부 전기장에 의한 고분자의 배열을 이용한 응용분야에 대한 중요성을 밝혔다. In this work, we have demonstrated that the electric field assisted poling of the donor polymer possessing conformationally labile nitrile groups increases dipolar polarization and dielectric permittivity. We find that the enhanced dielectric permittivity of the donor polymer reduces non-geminate recombination losses in bulk-heterojunction (BHJ) solar cells (SCs), resulting in increased open circuit voltage (VOC) compared with unpoled devices. This result reveals the importance of dielectric permittivity of polymers and also signifies the promising applicability of electric field assisted poling for high dielectric polymers in BHJ SCs.

        • KCI등재SCOPUS

          고분자를 이용한 Adefovir Dipivoxil과 Suberic Acid의 공결정 제어

          정성엽(Sung Yup Jung), 김일원(Il Won Kim) 한국고분자학회 2013 폴리머 Vol.37 No.5

          고분자가 adefovir dipivoxil(AD)과 suberic acid(SUB)의 공결정 형성에 미치는 영향을 연구하였다. 고분자 첨가제는 poly(ethylene glycol)(PEG)과 poly(acrylic acid)(PAA)를 이용하였다. 용액에서 AD와 SUB를 혼합한 후에 고분자를 첨가하여 공결정을 제조했을 때는, 고분자의 영향은 결정모양과 결정성을 일부 변화시키는 것에 한정되었는데, 이러한 영향은 고분자 없이도 용액에 과량의 SUB를 이용하거나 용매첨가 분쇄법으로 유도할 수 있었다. 한편,용액에서 AD와 고분자를 혼합한 후에 SUB를 첨가하여 공결정을 제조했을 때는, PEG의 경우 공결정의 변화를 훨씬 효과적으로 유도하였는데 결정성을 기준으로 같은 농도에서 3배 이상의 효과를 보였다. 또한 PAA의 경우에는결정의 형성을 완전히 억제하는 효과를 보였다. 본 연구의 결과는 공결정 형성에 미치는 고분자의 영향을 단순히혼합순서를 바꾸어서 조율할 수 있는 예를 보여 주었다. The effects of polymers on the cocrystallization of adefovir dipivoxil (AD) and suberic acid (SUB) were investigated. The polymeric additives in the present study were poly(ethylene glycol) (PEG) and poly(acrylic acid) (PAA). When the polymers were added to the solution of AD and SUB, their effects were limited to the morphology and crystallinity of the AD/SUB cocrystal, which could be also achieved without polymeric additives by the excess amount of SUB in the solution or through the solvent-assisted grinding. When the polymers were mixed with AD before adding SUB in the solution, PEG was dramatically more effective at the same amount with possible alteration of the cocrystal structure. Also, PAA completely inhibited the formation of crystals. The present study demonstrated that the effects of polymers on the cocrystallization could be tuned by simply modifying the mixing strategy.

        • KCI등재SCOPUS

          미녹시딜을 내포한 용융형 고분자 마이크로 니들의 길이에 따른 특성 및 발모 효능 관찰

          한미리(Mee Rea Han), 김은영(Eun Young Kim), 정용현(Yong Hyun Jung), 김명석(Myoung Seok Kim), 박정환(Jung Hwan Park) 한국고분자학회 2013 폴리머 Vol.37 No.3

          본 실험에선 미녹시딜을 함유한 수용성 고분자 젤로부터 solvent casting 방법으로 250과 750 μm 두 가지 길 이의 미녹시딜이 함유된 용융형 고분자 마이크로 니들(micro-needle)을 제작하였다. 제작된 미녹시딜을 함유한 용융 형 고분자 마이크로 니들은 기계적 강도가 입증된 고분자 니들과 동일한 형태 및 기계적 강도를 나타냈으며, 성공 적으로 피부를 투과함을 확인하였다. 제조된 고분자 마이크로 니들의 경우 피부 적용 후 최소 30분 이상은 부착되 어야 전체 니들의 50% (v/v) 이상이 피부 내로 용융되었으며, 니들 적용부위에서 서서히 약물의 방출 및 확산을 확 인할 수 있었다. 또한 C57BL/6 동물 모델을 통해 미녹시딜이 함유된 250, 750 μm 길이의 고분자 마이크로 니들이 무처리군 혹은 미녹시딜 처리군에 비해 발모에 긍정적인 영향을 나타냄을 확인할 수 있었다. Two types of polymeric micro-needles with 250 and 750 μm lengths were prepared by a micromolding process. The geometry of dissolving micro-needles with minoxidil was investigated and the mechanical property of polymer micro-needles was also evaluated. Water dissolving micro-needles containing minoxidil were successfully inserted into skin and delivered minoxidil to the skin layer after 30 min of insertion. The observed hair growth was less when the minoxidil treatment was not applied or used without the micro-needles than that the minoxidil was applied by micro-needles. Histologically, these hair follicles became bigger, and the hair papillae were totally encircled by the hair bulbs. In this feasibility test, we show the successful delivery of minoxidil, and effective treatment of hair loss can be possible by using dissolving micro-needles with minoxidil.

        • KCI등재SCOPUS

          Diels-Alder 반응 기반의 자가치유기능이 있는 고분자 물질을 함유한 마이크로 캡슐의 제조 및 이의 자가치유 특성

          이하영(Ha-Young Lee), 김효진(Hyojin Kim), 차상호(Sang-Ho Cha), 이경진(Kyung Jin Lee) 한국고분자학회 2018 폴리머 Vol.42 No.5

          본 연구에서는 Diels-Alder 반응 기반의 자가치유능을 가지는 물질을 포함하는 마이크로 캡슐 제조와 이의 자가치유 특성에 관하여 체계적인 분석을 진행하였다. 자가치유 물질을 포함하는 마이크로 캡슐이 고분자 복합체에 적용되었을 때 자가치유 효과를 발현할 수 있도록 푸란계 고분자 합성과정에서 poly(ethylene glycol) 사슬을 도입하여 유동성을 가질 수 있도록 하였다. 마이크로 캡슐 내부에 합성된 푸란계 고분자와 비스말레이미드를 각각 도입하였으며, 해당물질들이 캡슐 내부에 성공적으로 도입되었는지 확인하였다. 또한 합성조건과 마이크로 캡슐의 기계적 물성과의 상관관계를 규명하였으며, 마이크로 캡슐이 분산된 poly(methyl methacrylate) (PMMA) 기반의 고분자 복합체에 균열을 발생시킨 후, 마이크로 캡슐에서 유출된 물질에 의한 자기치유능을 확인하였다. 이는 마이크로 캡슐 내에 포함된 푸란계 고분자가 가지고 있는 유동성에 의한 결과이며, 이러한 결과를 바탕으로 본 연구에서 제조된 푸란계 고분자가 함유된 마이크로 캡슐은 자가치유 특성을 가지고 있음을 확인하였다. In this study, the microcapsules containing self-healable polymeric materials based on the Diels-Alder reaction were prepared and the systematic studies about the self-healing property of the microcapsules were performed. Poly(ethylene glycol) chains were applied in the polymerization of furan-polymer to increase the mobility of self-healable materials. The furan-polymer and bismaleimide were introduced into the core of microcapsule, respectively, and these were successfully confirmed using dye modified materials. The relationship between the synthetic conditions and mechanical properties of microcapules was clarified by measurement of capsule strength, and the self-healing ability of macrocapsules in the PMMA-based polymeric composite was confirmed by the release of core materials by OM, SEM and FTIR. These were considered to be originated from the mobility of furan-polymer in the core of microcapsules. Based on these results, it was confirmed that the microcapsules containing the self-healable furan-polymer in this study have the self-healing properties.

        • KCI등재SCOPUS

          고리형 황화물을 포함하는 폴리아크릴레이트 합성과 설폭사이드 및 설폰 변환을 통한 굴절률 변화

          허기석(Gisuk Heo), 김새미(Saimi Kim), 도정윤(Jung Yun Do) 한국고분자학회 2016 폴리머 Vol.40 No.3

          황을 포함하는 고리형 아크릴레이트 단분자를 사용하여 고굴절률의 공중합 아크릴고분자 4종을 합성하였다. 황을 포함한 7-각 고리, 1,3-dithiane, 1,3-dithiolane 유도체를 사용하여 4가지의 아크릴 단분자를 합성하였고, 이를 methyl methacrylate(MMA)와 중량비로 3:7의 공중합고분자를 합성하였다. 오존(O₃)과 3-chloroperoxybenzoic acid (m-CPBA)를 사용하여 고분자에 포함된 황을 산화시켜 각각 SO와 SO₂를 갖는 고분자를 얻었다. 적외선 흡수 분광법(FTIR)과 수소핵자기공명분광(1H NMR) 분석을 통해 이러한 산화반응이 선택적으로 잘 진행되었음을 확인하였다. 합성된 고분자에 포함된 황의 함량에 따라 굴절률이 증가되는 것을 관찰하였다. 황이 SO로 산화되었을 때는 고분자의 굴절률이 증가하였고 SO₂로 산화되었을 때는 크게 감소하였다. SO₂를 갖는 단분자로 합성된 고분자와, 고분자의 산화로 SO₂ 를 갖는 고분자가 서로 유사한 성질을 보임으로써 고분자에 존재하는 황이 대부분 산화되었음을 확인하였다. 황산화 반응을 통해 고분자의 Abbe number는 증가되었다. 파장에 따른 굴절률을 계산하였고 산화반응을 통한 굴절률 변화가 모든 파장에 대해 유사하게 일어났음을 확인하였다. Polyacrylates with pending alkylsulfur groups were prepared to examine the changes in refractive index (RI) induced by sulfur oxidation. Four methacrylate monomers having cyclic alkylsulfur groups, such as 1,3-dithiane and 1,3- dithiolane derivatives, and 3,6-dithiacycloheptanol were developed. The monomers were copolymerized with methyl methacrylate through a radical polymerization. Oxidation of the prepared sulfur-polymers by O₃ and 3-chloroperoxybenzoic acid led to the formation of the corresponding SO and SO₂-polymers, respectively. The selective transformation of sulfur occurred completely and confirmed by FTIR and 1H NMR analysis. The RI of the polymer increased and decreased due to the formation of SO and SO₂, respectively. The SO₂-polymer exhibited a RI comparable to a polymer that was prepared using a sulfone-monomer. The Abbe number of the polymer increased after oxidation. The RI dispersion over various wavelengths was compared before and after oxidation.

        • SCIESCOPUSKCI등재

          Poly(p-phenylene ethynylene)계 수용성 공액화 고분자

          김종호(Jongho Kim), 최문수(Moon Soo Choi), Jinsang Kim 이택승(Taek Seung Lee) 한국고분자학회 2015 폴리머 Vol.39 No.6

          최근 수용성 형광 공액화 고분자를 이용한 세포 형광 이미징을 활용하여 생체물질의 정량 정성 분석에 대한 연구분야는 많은 관심을 끌고 있다. 이를 위하여 주사슬에 벤조싸이아다이아졸을 포함하는 poly(p-phenylene ethynylene)(PPE)형 수용성 형광 공액화 고분자를 합성하여, 주사슬 내 벤조싸이아다이아졸의 함량에 따라 수용액에서 청색부터 적색 형광까지 나타나는 형광 고분자를 얻었다. 이러한 PPE형 형광 공액화 고분자는 수용성을 갖기 위하여 고분자 곁사슬에 비이온성기인 올리고(에틸렌 글리콜)이 도입되었으며, 또한 올리고(에틸렌 글리콜)기 말단에 카복실 산기를 도입하였다. 이 카복실 산기는 세포와 상호작용할 수 있는 단백질 마커와 공유결합을 형성하였으며, 그 결과 형광 공액화 고분자를 사용한 선택적 세포 이미징이 성공적으로 수행되었다. We report a synthesis of water-soluble poly(p-phenylene ethynylene)(PPE) copolymers containing 2,1,3-benzothiadiazole for cell imaging. The polymers showed emission ranges from blue to red fluorescence according to their benzothiadiazole contents in the backbones. One of the nonionic groups, oligo(ethylene glycol) unit was incorporated in the side chain of the polymers to enhance water-solubility of the polymers. Carboxylic acid groups were introduced at the end of the oligo(ethylene glycol) unit for the specific interaction with cells. As a result, specific cell imaging was successfully accomplished using the red-emitting, water-soluble conjugated polymers containing benzothiadiazole.

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