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      • 유기트랜지스터용 고성능 고분자 절연층 소재 개발

        안태규(Tae Kyu An) 한국고분자학회 2021 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.46 No.2

        유기전자소재는 저온에서 플라스틱 필름, 종이 등의 다양한 기판 위에 용액 공정을 통해 박막형성이 가능하다. 이때문에 유기물을 활용한 유연소자개발이 이루어진다. 하지만 기존 전자소자보다 특성이 떨어지는 단점 때문에 상용화되지 못하고 있다. 이번 발표에서는 azide 계 광경화제를 활용해 고분자의 물성을 개선하고 유기트랜지스터에 알맞은 절연소재를 개발한 내용을 다루고자 한다. 경화제를 도입한 경우 고분자의 내화학성을 높일 뿐만 아니라 고분자의 결정성이나 쌍극자 세기를 조절해 트랜지스터 소자의 전기적 특성을 향상시킬 수 있었다.

      • 고분자 중공사 기반 금속-유기 골격체 기체 분리막에 관한 연구

        엄기원(Kiwon Eum) 한국고분자학회 2021 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.46 No.2

        막을 활용한 산업적 규모의 에너지 효율적인 분리 정제 공정은 가격 경쟁력 있는 분리막 제작법의 부재로 인해 아직 실현되지 못하고 있다. 금속-유기 골격체는 금속 노드와 유기 전구체 사이의 규칙적인 배위결합과 높은 비표면적을 갖는 다공성 구조체이다. 다양한 종류의 유기 전구체와 금속 노드의 조합으로 인해 다양성, 고-투과, 고-선택성 등 분리막 소재로서 뛰어난 특성을 보인다. 또한, 제올라이트 등 기존 분리막 소재로 사용되었던 무기물 기반 소재와 달리 유기 전구체로 인해 고분자와 좋은 친화력을 보일 뿐만 아니라 합성법 또한 간단하다. 이에 본 연구에서는 대면적화에 유리하면서도 가격 경쟁력 있는 고분자 중공사 지지체 기반 금속-유기 전구체 분리막 합성법에 관해 소개하고 탄화 수소 분리 성능에 관해 토론해 보고자 한다. 특히, 합성된 ZIF-8 고분자 중공사 분리막의 C3 올레핀 파라핀 분리 및 수소 분리 특성에 관해 토론하고자 한다.

      • SCIESCOPUSKCI등재

        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.

      • KCI등재

        상온 이온성 액체로 활성화시킨 고온 작동 가능한 Nafion 고분자 전해질

        이수현,임태은,박영돈,문준영 한국고분자학회 2018 폴리머 Vol.42 No.4

        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. 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 전지의작동 온도 범위를 제한하는 가장 큰 이유로 지적되고 있다. 이를 극복하기 위하여, 상온에서 휘발성이 없으면서도전도성을 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 기준으로alkyl기에 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.

      • Photothermal Bending of Bilayer Containing Hydrogel/Conductive Polymer Composites

        최인혁,전석진 한국고분자학회 2021 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.46 No.1

        하이드로젤은 친수성 고분자 사슬의 화학적 또는 물리적 가교를 통해 3차원 망상구조의 형태를 가진다. 외부 자극에 따른 고분자 사슬의 친수성 변화로 발생하는 망상구조의 부피 변화는 약물전달, 소프트로봇의 구동에 중요한 원동력으로 작용한다. 공액 고분자는 단일결합과 이중결합의 반복으로 형성된 π-공액 구조를 가져 낮은 밴드갭 에너지로 인해 우수한 광열변환 효율을 가진다. 본 연구에서는 공액 고분자를 하이드로젤에 도입하여 공액 고분자의 광열변환 효과에 의한 하이드로젤의 팽윤거동을 관찰하고자 하였다. 팽윤거동 관찰을 위해 하이드로젤/공액 고분자와 유리상 고분자의 이중층 필름을 제작하였고, 광열효과에 의한 굽힘 현상으로부터 팽윤거동을 확인하였다.

      • RPA 해석을 이용한 전해질 고분자 용액의 상 거동 연구

        자오밍거,장신위에,조준한 한국고분자학회 2021 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.46 No.1

        최근에 상반된 전하를 갖는 고분자 전해질의 용액이 Lower critical solution temperature 거동을 나타내는 것이 관찰되었다. 비전하 LCST 용액의 상 거동의 이해를 위해서는 일반적으로 dispersion interaction 차가 필요하다. 이러한 인식 하에 상기한 고분자 전해질 용액의 복잡한 상 거동을 연구하기 위하여, 통계역학적 상태방정식 이론과 결합된 고분자전해질 용액을 위한 random-phase approximation 이론을 도출하여 전해질 용액의 교환 인력 및 하전체의 가리움 효과와 그로 인한 상 안정성을 고찰하도록 한다. 또한 실험과의 비교로부터 필요한 분자 변수 등을 추출하도록 하여 상 거동의 메커니즘을 연구하도록 한다.

      • Near Infrared Organic Photodetectors Fullerene-free with Low Bandgap Polymer

        정원조,강진현,정인환 한국고분자학회 2021 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.46 No.2

        광전도성 컨쥬게이트 고분자인 PDTPTT 와 PCPDTTT 는 강한 electron donating moiety 인 DTP와 CPDT 를 사용했다. 공통점으로 fused ring 이 된 시스템이다. Alkyl chain 을 이용하여 용해도를 조절할 수 있는데 이는 CPDT 의 fused 탄소와 DTP 의 질소로 쉽게 조절이 가능했다. DTP 는 CPDT 보다 좋은 electron donating 을 기대할 수 있는데 DTP 의 질소가 donating 효과를 높혀줬다. Fluorinated TT 는 밴드갭이 좁은 고분자와 안정적인 퀴노이드 구조 컨쥬게이션 고분자로 만들었다. TT 로 밴드갭을 좁게 하는 방법으로 컨쥬게이션 링 시스템에서 bond length alternation 을 조절할 수 있어 낮은 밴드갭 고분자를 띤다. 이를 통하여 이를 통하여 PDTPTT, PCPDTTT 의 흡광도는 500-900 nm 에서 흡수가 보였고 에너지밴드갭은 각각 HOMO -3.5 eV, -3.5 eV, LUMO 는 -4.7 eV, -5.1 eV 로 1.2 eV, 1.6 eV 로 좁은 밴드갭을 보였다. 그리고 dectectivity 는 1.52 X 10^11 jones, 1.14 X 10^12 가 나왔고 PDTPTT 에서 dark current density 가 높아 온오프 ratio 가 낮았다.

      • 복사냉각 특성을 가지는 고분자 복합구조 설계

        조보경,이병완,김영석 한국고분자학회 2021 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.46 No.2

        지구온난화를 해결하기 위해 화석 연료 사용량 저감, 신재생에너지 개발 등 다양한 연구가 진행되어왔다. 그러나 도시 집중화와 건축물의 스마트화로 인해 에너지 소비의 지속적인 증가로 도시의 열섬현상은 심각해지고 있다. 이를 개선하기 위한 기술로 복사형태로 흡수한 열을 방사하는 복사냉각 기술이 주목받고 있다. 본 연구에서는 반사체와 열적외선 방사 특징을 가진 고분자 코팅 층의 복합적 특성을 이용하여 최적의 복사냉각 구조를 제안하였다. 최적의 복사냉각 구조 연구로 특정 관능기를 가지는 고분자의 흡수-방사특성과 굴절율 차이를 이용한 다층 구조 복합막의 광학적 특성을 분석하였다. 제작한 복사냉각 다층박막에 대해 가시광, NIR, MIR 영역에서 반사, 투과, 흡수 특성을 분석하여 방사특성을 확인하고 이를 옥외평가로 확인하였다. 특정 파장에 대한 방사특성을 가지는 고분자의 코팅두께를 최적화하여 기존 구조대비 평균 5.0℃ 이상 냉각효과를 나타냄을 확인했다. 본 연구에서 제안된 복사냉각 특성을 가지는 고분자 복합 구조는 실외에서 사용하는 다양한 물체의 표면 냉각에 사용될 것으로 기대된다.

      • KCI등재

        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.

      • 의료용 고분자 소재의 흐름특성이 적용된 멀티루멘 튜브 압출 성형용 Tip과 Die설계 연구

        이한창,김규만,최동윤,김우진 한국고분자학회 2021 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.46 No.1

        카테터는 통상 의료용 고분자 소재로 이루어진 튜브 형태의 의료기기로서 인체 내에 삽입되어 배액, 투약, 혈액수집, 소작 등 다양한 분야에 적용되고 있는 최소침습기반 진단 및 치료 분야의 대표적인 기기이다. 카테터 튜브는 고체상태의 의료용 고분자 소재를 열에너지와 압축에너지를 이용하는 단일 스크류 압출 성형을 통해 생산되며, 특히, 튜브 내에 여러 형상을 가진 멀티루멘(multi-lumen) 튜브는 다양한 형상을 가진 Tip 과 Die에 의해 형상이 결정된다. 그러나, 액체상태의 고분자 소재가 Tip 과 Die 내를 유동할 때 발생되는 전단율과 압출성형기에서 인가되는 온도변화에 따라 점도가 변화하는 shear thinning 거동을 보이기 때문에 이러한 특성을 Tip 과 Die의 설계에 반영할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 실제 압출산업환경에서 발생할 수 있는 용융된 고분자 소재의 흐름 특성을 예측하고자 온도조건과 전단율에 따른 점도 변화를 측정하였고, 유한요소 해석을 통해 최종 압출물의 형상을 예측하였다. 또한 해석에서 얻어진 데이터를 Tip 과 Die의 설계에 반영하여 멀티 루멘 튜브의 품질을 개선하였다.

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