Synthesis of next-generation polystyrene derivatives and their application for orientation layer of anisotropic materials

서규태 동아대학교 대학원 2022 국내석사

Firstly, we synthesized a series of polystyrene derivatives that were modified with precursors of liquid crystal (LC) molecules, such as 4-ethyloxyphenol (homopolymer PEOP and copolymer PEOP#; # = 20, 40, 60, and 80, where # indicates the molar fraction of 4-ethyloxyphenoxymethyl in the side chain), 4-n-butyloxyphenol (PBOP), 4-n-hexyloxyphenol (PHOP), and 4-n-octyloxyphenol (POOP), via polymer modification reaction to investigate the orientation of LC molecules on polymer films, exhibiting part of the LC molecular structure. LC molecules showed a stable and uniform vertical orientation in LC cells fabricated with polymers that have 4-ethyloxyphenoxymethyl in the range of 40–100 mol%. In addition, similar results were obtained in LC cells fabricated with homopolymers of PEOP, PBOP, PHOP, and POOP. The vertical orientation of LC molecules in LC cells fabricated with polymer films correlated to the surface energy of polymer films. For example, vertical LC orientation was observed when the total surface energies of the polymer films were lower than approximately 43.2 mJ/m2. Good alignment stabilities were observed at 150 °C and 20 J/cm2 of ultraviolet irradiation for LC cells fabricated with PEOP film. Secondly, we synthesized a series of polystyrene derivatives modified with precursors of liquid crystal (LC) molecules, including 4-(trans-4-ethylcyclohexyl)phenol (homopolymer PECH and copolymer PECH#; # = 5, 10, 15, 20, 40, 60, and 80, where # indicates the molar fraction of 4-(trans-4-ethylcyclohexyl)phenoxymethyl in the side chain), 4-(trans-4-propylcyclohexyl)phenol (PPCH), 4-(trans-4-butylcyclohexyl)phenol (PBCH), and 4-(trans-4-amylcyclohexyl)phenol (PAmCH) via polymer modification reactions in order to investigate the orientation of LC molecules on polymer films exhibiting part of the LC molecular structure. A stable and uniform vertical orientation of LC molecules was observed in LC cells fabricated with PECH#, having 15 mol% or more of 4-(trans-4-ethylcyclohexyl)phenoxymethyl side groups. In addition, the vertical orientation of LC molecules was observed in LC cells fabricated with homopolymers of PECH, PPCH, PBCH, and PAmCH. The water contact angle on the polymer films could be associated with the vertical orientation of the LC molecules in the LC cells fabricated with polymer films. For example, a vertical LC orientation was observed when the water contact angle of the polymer films was higher than ~81°. Good orientation stability was observed at 200 °C and 15 mW/cm2 of UV irradiation for LC cells fabricated with PECH films. Finally, we synthesized a series of polystyrene derivatives modified with precursors of liquid crystal (LC) molecules via polymer modification reactions. Thereafter, the orientation of the LC molecules on the polymer films, which possess part of the corresponding LC molecular structure, was investigated systematically. The precursors and the corresponding derivatives used in this study include ethyl-p-hydroxybenzoate (homopolymer P2BO and copolymer P2BO#, where # indicates the molar fraction of ethylbenzoate-p-oxymethyl in the side chain (# = 20, 40, 60, and 80)), n-butyl-p-hydroxybenzoate (P4BO), n-hexyl-p-hydroxybenzoate (P6BO), and n-octyl-p-hydroxybenzoate (P8BO). A stable and uniform vertical orientation of LC molecules was observed in LC cells fabricated with P2BO#, with 40 mol% or more ethylbenzoate-p-oxymethyl side groups. In addition, the LC molecules were oriented vertically in LC cells fabricated with homopolymers of P2BO, P4BO, P6BO, and P8BO. The water contact angle on the polymer films can be associated with the vertical orientation of the LC molecules in the LC cells fabricated with the polymer films. For example, vertical LC orientation was observed when the water contact angle of the polymer films was greater than ~86°. Good orientation stability was observed at 150 °C and with 20 J/cm2 of UV irradiation for LC cells fabricated with the P2BO film. The results of this research can provide a new perspective for the design and synthesis of orientation material to align the anisotropic materials, such as liquid crystals, using the similarity between the chemical structure of the orientation layer and LC molecules. 우리는 액정 분자와 배향제 간 화학구조의 유사성이 액정 분자의 초기 배향에 미치는 영향을 체계적으로 연구하기 위해 액정 전구체를 포함하는 폴리스티렌 유도체들을 합성하였다. 첫째, 단일중합체 PAOP(4-n-alkyloxyphenoxymethyl-substituted polystyrene)와 공중합체 PEOP#(# = 20, 40, 60, 및 80)를 합성한 뒤 박막 형태로 액정 셀에 도입하여, 액정 분자와 배향막 간 화학구조의 유사성이 액정 분자의 초기 배향에 미치는 영향을 체계적으로 연구하였다. 여기서 #은 고분자의 측쇄에 치환된 4-ethyloxyphenoxymethyl group의 몰 비율이다. PEOP40, PEOP60, PEOP80, 그리고 PAOP(PEOP, PBOP, PHOP, 및 POOP)로 제작한 액정 셀에서 액정분자 5CB(4-cyano-4'-pentylbiphenyl)의 초기배향이 수직으로 유도됨을 관찰하였다. 액정의 수직 배향은 고분자 필름의 표면에너지가 43.2 mJ/m2 이하일 때 관찰되었으며, 상온에서 150 °C 에 이르는 온도범위 그리고 20 J/cm2 에너지에 달하는 자외선 노출에 대해 액정 분자의 배향이 안정하게 유지됨을 확인하였다. 둘째, 단일중합체 PACH(4-(trans-4-alkylcyclohexyl)phenoxymethyl-substituted polystyrene)와 공중합체 PECH#(# = 5, 10, 15, 20, 40, 60, 및 80)를 합성한 뒤 박막 형태로 액정 셀에 도입하여, 액정 분자와 배향막 간 화학구조의 유사성이 액정 분자의 초기 배향에 미치는 영향을 체계적으로 연구하였다. 여기서 #은 고분자의 측쇄에 치환된 4-(trans-4-ethylcyclohexyl)phenoxymethyl의 몰 비율이다. PECH 15, PECH20, PECH40, PECH 60, PECH 80, 그리고 PACH(PECH, PPCH, PBCH, 및 PAmCH)로 제작한 액정 셀에서 액정분자 5CB의 초기배향이 수직으로 유도됨을 관찰하였다. 액정의 수직 배향은 고분자 필름의 물 접촉각이 81° 이상일 때 관찰되었으며, 상온에서 200 °C 에 이르는 온도범위 그리고 15 mW/cm2 세기의 자외선 노출에 대하여 액정 분자의 배향이 안정하게 유지됨을 확인하였다. 셋째, 단일중합체 PABO(n-alkylbenzoate-p-oxymethyl-substituted polystyrene)와 공중합체 P2BO#(# = 20, 40, 60, 및 80)를 합성한 뒤 박막 형태로 액정 셀에 도입하여, 액정 분자와 배향막 간 화학구조의 유사성이 액정 분자의 초기 배향에 미치는 영향을 체계적으로 연구하였다. 여기서 #은 고분자의 측쇄에 치환된 ethyl-p-hydroxybenzoate group의 몰 비율이다. P2BO40, P2BO60, P2OP80, 그리고 PABO(P2BO, P4BO, P6BO, 및 P8BO)로 제작한 액정 셀에서 액정분자 5CB의 초기배향이 수직으로 유도됨을 관찰하였다. 액정의 수직 배향은 고분자 필름의 물 접촉각이 86° 이상일 때 관찰되었으며, 상온에서 150 °C 에 이르는 온도범위 그리고 20 J/cm2 에너지에 달하는 자외선 노출에 대해 액정 분자의 배향이 안정하게 유지됨을 확인하였다. 본 연구의 결과는 액정 분자와 배향제 간 화학 구조적 유사성이 액정 분자의 수직 배향을 유도하도록 영향을 미칠 수 있음을 보여줌으로써 수직전계방식 액정표시장치 배향제의 개발에 영감을 제공할 수 있다.

Study on the properties of asphalt sheets with liquid epoxidized natural rubber

이관희 동아대학교 대학원 2025 국내석사

Asphalt has been widely used in road paving and construction materials due to its excellent waterproofing and adhesive properties. However, when used alone, its physical properties, such as fluidity and adhesion, significantly deteriorate at low temperatures. To address these challenges, thermoplastic elastomer materials such as Styrene-Butadiene-Styrene (SBS) copolymer and Natural Rubber (NR) are commonly used as modifiers, enabling asphalt to maintain its adhesive and flexible properties over a wide temperature range. Nevertheless, SBS copolymer and NR can only be effectively dispersed at high temperatures (170–200 ℃), resulting in high energy consumption, low process efficiency, and prolonged dispersion times. To overcome these limitations of existing modifiers, this study synthesized Liquid Epoxidized Natural Rubber (LENR) via epoxidation and depolymerization of NR. The LENR can be mixed with asphalt at lower processing temperatures (below 160 ℃) and has been shown to effectively improve the physical properties of asphalt, including tensile strength, adhesion strength, and wet adhesion strength. This study investigates the relationship between the mixing ratio of LENR and the physical performance of asphalt sheets, highlighting the potential of LENR as a promising asphalt modifier. 아스팔트는 우수한 방수성과 접착 특성으로 인해 도로 포장 및 건축 자재에서 널리 사용되지만, 단독 사용 시 낮은 온도에서 유동성, 접착력등 물리적 특성이 상실되는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 현재 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS; Styrene-Butadiene-Styrene) 공중합체와 천연고무(NR; Natural Rubber) 같은 엘라스토머 재료를 개질제로 사용하여 넓은 온도 범위에서도 아스팔트의 접착력과 유연성을 유지하고 있다. 그러나 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체와 천연고무는 고온(170~200 ℃)에서만 분산이 가능하여 에너지 소비가 크고 공정 효율성이 낮으며, 분산에 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 이러한 기존 개질제의 단점을 극복하기 위해 본 연구에서는 천연고무를 에폭시화 및 해중합 반응을 통해 유동성을 가진 액상 에폭시화 천연고무(LENR; Liquid Epoxidized Natural Rubber)를 합성하였다. LENR은 아스팔트에 첨가할 경우 낮은 가공 온도(160 ℃ 이하)에서도 혼합이 가능하며, 인장강도, 부착강도, 습윤 부착강도 등 물리적 특성을 효과적으로 개선하는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 LENR의 첨가 비율과 아스팔트 시트의 물리적 성능 간의 상관관계를 확인함으로써, 액상 에폭시화 천연고무가 아스팔트 개질제로 활용 가능성을 제시한다.

Bactericidal and anti-adhesive bifunctional polymers containing quaternary ammonium and plant-based tocopherol for coating applications

조연수 동아대학교 대학원 2025 국내석사

Effect of the structural changes in thermo-responsive ionic liquids-based draw solutes for forward osmosis

문지현 동아대학교 대학원 2024 국내석사

The applicability of the ionic liquids (ILs) as the draw solutes in a forward osmosis (FO) system was investigated through a study on the effect of the structural change of the ion on the FO performance. First, we synthesized the ILs, tributylalkylphosphonium styrenesulfonate ([P444#][SS], # = 4, 6, and 8) and tetrabutylammonium styrenesulfonate ([N4444][SS]), where # is the number of carbons of the alkyl groups in tributylalkylphosphonium. ILs in an aqueous solution exhibited a lower critical solution temperature (LCST)-type phase transition, which enables the recovery of the draw solute or water from the diluted draw solution. LCSTs of 50 wt% aqueous [P4444][SS] and [N4444][SS] solutions were approximately 33 and 66 ºC, respectively. The water and reverse solute fluxes of the [P4444][SS] aqueous solution, which is more efficient in terms of solute recovery, were approximately 8.51 LMH and 1.66 gMH at 50 wt%, respectively, in the active layer facing the draw solution (AL-DS) mode. Second, we synthesized the ILs composed of tetrabutylphosphonium cation ([P4444] +) and benzenesulfonate anion ([BS]−), para-position alkyl-substituted benzenesulfonate anions (p-methylbenzenesulfonate ([MBS]−) and p- ethylbenzenesulfonate ([EBS−])), and methanesulfonate anion ([MS]−). The analysis of the thermo-responsive properties suggested that the [P4444][MBS] and [P4444][EBS] ILs have LCSTs. At 20 wt% of an aqueous solution, the LCSTs of [P4444][MBS] and [P4444][EBS] were approximately 36 and 25 °C, respectively. The water flux and reverse solute flux of the [P4444][MBS] aqueous solution with higher osmolality than [P4444][EBS] were 7.36 LMH and 5.98 gMH in the AL-DS mode and active layer facing the feed solution (AL-FS) mode at osmotic pressure of 25 atm, respectively. Third, we synthesized the ILs, tributylalkylphosphonium 3-sulfopropyl methacrylate ([P444#][C3S], # = 4, 6, and 8), where # is the number of carbons of the alkyl groups in tributylalkylphosphonium. The LCSTs of 33, 26, 23, and 18 °C were obtained from 2.5, 5.0, 7.5, and 10.0 wt% aqueous solutions of [P4446][C3S]. When deionized water, 2000 ppm NaCl solution, and 10.0 wt% orange juice aqueous solution were used as feed solution, the water fluxes of the aqueous [P4446][C3S] solutions were approximately 4.49, 3.87, and 1.55 LMH, respectively, in the AL-DS mode at 7.5 wt% of draw solution. Finally, we synthesized the tributyl-4-vinylbenzylphosphonium alkanesulfonate ([TVBP][CnS], n = 4, 5, 6), where n is the number of carbons of the alkane in alkanesulfonate. [TVBP][C5S] and [TVBP][C6S] exhibited LCSTs from 6 to 34 °C at different concentrations, enabling their recovery. When using distilled water, 2000 ppm NaCl, and 20 wt% orange juice aqueous solutions as the feed solution, the water flux of the 8 wt% [TVBP][C5S] solution was approximately 11.26, 8.01, and 6.76 LMH, respectively, in the mode of the AL-DS. The effect of changing the hydrophobic moiety of ILs on their osmolality and LCST behavior was systematically observed. These investigations provide a guide for the development of draw solutes in improving the efficiency of the FO system.

Polymers Having Dicationic Structure in Dumbbell Shape for Forward Osmosis Process

김태형 동아대학교 대학원 2018 국내석사

본 저자는 열 감응성 고분자인 poly(alkane-1,#-diylbis(tri-nbutylphosphonium) 4-vinylbenzenesulfonate) (PSSBP#) 시리즈를 정삼투 공정의 유도용질로서의 잠재적인 활용 가능성을 확인하기 위해 합성했다. 여기서, #은 쌍양이온성 phosphonium moiety의 중앙에 위치한 다리 구조의 탄소 원자 수이다. PSSBP# 시리즈는 하한임계용액온도 특성을 나타내며, 이는 순수한 물로부터 유도용질 회수 능력을 부여하는 필수 요소이다. 수용액 상에서의 PSSBP8, PSSBP6, PSSBP4의 하한임계용액온도는 20 wt% 농도에서 각각 30, 38, 26 ℃로 확인되었으며, 이는 유도용질을 회수하는데 필요한 에너지 관점에서 유리하다. PSSBP4 유도용액의 농도가 20 wt% 일 때, 유입수를 증류수로 설정하고 active layer facing draw solution (AL-DS) 방식을 적용했을 때의 투수량과 역확산도는 약 1.61 LMH 및 0.91 gMH로 확인되었다. 열 감응성 유도용질인 PSSBP#은 적절한 삼투 성능과 효과적인 회수 에너지로 인하여 차세대 유도용질 후보가 될 수 있다. 따라서 이 연구는 고분자 구조 변형에 대한 새로운 아이디어와 유도용질로서의 적용 가능성에 대한 영감을 보여준다. I synthesized thermal-responsive polymers, poly(alkane-1,#-diylbis(tri-n-butylphosphonium) 4-vinylbenzenesulfonate) (PSSBP#, # = 8, 6, and 4) series, where # is number of carbon atoms in centered bridge structure of dicationic phosphonium moiety, to confirm potential application as draw solute in forward osmosis (FO) process. The polymers show lower critical solution temperature (LCST) characteristic in aqueous solution, which is an essential element that gives function of recovering draw solute from pure water. The LCST of aqueous solutions of PSSBP8, PSSBP6, and PSSBP4 were confirmed to be about 30, 38, and 26 oC at 20 wt% aqueous solution concentration, respectively, which is advantageous in terms of energy requirement for recovering draw solute. When concentration of PSSBP4 draw solution was 20 wt%, water flux and reverse solute flux were determined to be 1.61 LMH and 0.91 gMH approximately in active layer facing draw solution (AL-DS) system in setting feed solution to distilled water. PSSBP#, thermal-responsive draw solute, can be a nominee for next generation of draw solute due to its proper osmotic performance and effective recovery energy. Therefore, this study shows inspiration for novel ideas in structural transformation of polymer and applicability as draw solute.

에폭시 도료의 물성에 대한 시너 희석율의 영향에 관한 연구

이선희 동아대학교 대학원 2022 국내석사

우리는 작업성을 개선하기 위해 투입하는 시너의 희석 비율이 달라짐에 따라 페인트 도막의 물성에 미치는 영향을 체계적으로 연구하였다. 에폭시 도료의 무게비(100 wt%)를 기준으로 시너의 무게비를 달리하여 시험편 T#(# = 10, 20, 30, 40, 50)을 제조하여 페인트 도막을 형성하였다. 여기서 #은 각 시너에 대한 비율을 에폭시 페인트 기준(100 wt%) 대비 시너의 무게비로 10, 20, 30, 40, 50%로 각각 투입하여 제조한 시험편의 퍼센트 비율이다. 제조한 시험편에 대하여 적외선 분광법을 이용하여 에폭시 관능기의 특성피크를 관찰하였고, 시너 비율이 에폭시 관능기 형성의 차이에는 영향을 거의 미치지 않았고, 부착성능 또한 큰 영향을 미치지 않는 것을 확인하였다. 시너의 희석 비율이 증가함에 따라 점도와 흐름성 및 건조 시간이 감소하였고, 충격성 시험에서는 추의 충격을 받는 높이가 감소함을 각각 확인하였다. 염수분무 시험에서는 시너의 희석 비율이 증가함에 따라 분무 시간이 경과할수록 녹 발생이 점차적으로 뚜렷하게 나타났다. 특히, 50%의 희석 비율에서 도막 전 영역에 걸쳐 녹 발생이 관측되었다. 본 연구에서는 시너의 희석 비율에 따라 에폭시 페인트 도막의 다양한 물성 변화를 확인하였고, 적절한 시너의 희석 비율을 적용할 수 있는 기준을 제시할 것으로 기대된다.

분자각인 기법과 QCM을 이용한 VOC 가스센서 개발

심득용 동아대학교 대학원 2021 국내석사

다양한 종류의 휘발성 유기화합물(VOC)은 일반적으로 생활 및 산업 환경에서 인체 건강에 유해한 물질로 취급이 되고 있고 이로 인해 다양한 VOC 센서들이 개발이 되었다. 그 중 금속 산화물 반도체 가스 센서는 낮은 안정성과 선택성을 가진다. 이러한 문제를 해결하고자 분자각인 기법이 적용된 수정진동자 칩을 개발하였다. 수정진동자 칩에 표면 분자각인 기법을 통하여 다공성 방향족 가스 센싱 구조를 제작하기 위해 방향족 화합물이 포함된 poly (sodium, styrene sulfonate) (PSS)와 poly (allylamine hydrochloride) (PAH)으로 Layer-by-Layer (LBL) 공정을 신중히 진행하여 톨루엔과 페놀에 대한 선택성이 향상된 필름을 얻었다. 제작된 필름에서 PSS 분자의 phenyl ring과 PSS와 PAH 사이의 친수성 정전기 상호작용을 하는 두 기능을 가진 영역으로 가스 센서 응용 분야에서 가스의 감지 원리로 설명할 수 있었다. Toluene 또는 phenol의 각인 필름 조건에서 toluene 및 phenol 가스에 대한 감도는 0.1 ppm 및 6.6 ppb (LOD)에 도달했으며 toluene에 대한 phenol의 선택도 값은 표준값을 기준으로 67에 도달하였다. 얻어낸 선택성과 감도는 필름 성분의 특성과 표면 분자각인 효과로 설명할 수 있었다. 또한 톨루엔를 포함하지 않고 LBL 공정으로 제작된 고분자 박막을 Tg 보다 높은 온도의 열 처리를 하여 post 분자각인 필름을 제작하였고 동일한 선택도와 감도를 얻어낼 수 있었다. 전도성 고분자인 aniline으로 전기화학중합 공정을 통해 톨루엔이 각인된 bulk 분자각인 필름을 제조하였으며 전기화학중합을 통한 bulk 분자각인 필름의 선택도 및 감도 향상을 얻을 수 있었다. 본 연구는 LBL 공정과 전기화학중합법을 통해 톨루엔과 페놀에 대한 분자각인을 확인했으며 확산 층을 적용하여 제작된 시간변수형 칩으로 다양한 VOC에 대한 선택적 응답의 가능성을 제시할 수 있었다.

Biomimetic design of eco-friendly capsaicin-inspired bifunctional polymer coatings

배인희 동아대학교 대학원 2026 국내석사

A hydrophobic polymer coating with antibacterial and antifouling properties was developed by employing a biomimetic strategy using N-vanillylnonanamide, a capsaicin analog derived from chili pepper. Poly(4-chloromethylstyrene) was first synthesized by free-radical polymerization and was subsequently functionalized via nucleophilic substitution with N-vanillylnonanamide (PEP) to covalently introduce capsaicin-based side chains. A series of polymers (PPEP#, # = 20, 40, 60, 80, and 100) were obtained and their structural, thermal, and mechanical properties were studied. The thin films were fabricated on glass and cellulose substrates by spin- and dip-coating exhibited high optical transparency. As an environmentally friendly alternative to toxic fluorinated compounds, these coatings incorporate bio-inspired molecular structures with functional surface properties. Surface energy measurements and angle-resolved X-ray photoelectron spectroscopy confirmed a progressive increase in surface hydrophobicity with increasing PEP content. The coatings also sealed the porous structure of the cellulose, significantly reducing its water permeability, while maintaining sufficient mechanical integrity and adhesion to the substrate. Antibacterial adhesion tests demonstrated that PPEP100 inhibited Escherichia coli attachment by 100% and Staphylococcus aureus attachment by 92.3%. Long-term adhesion tests under biofilm-promoting conditions further showed that PPEP100 maintained antibacterial adhesion resistance over 7 days. Antifouling assessments using dyes and household contaminants indicated improved performance with increasing PEP substitution, attributed to reduced surface energy and suppressed adsorption.

정성분석이 가능한 지능형 광/질량 화학센서 플랫폼 개발

김가현 동아대학교 대학원 2024 국내석사

General spectroscopic analyses in electromagnetic radiation give accurate qualitative/quantitative data. The issues regarding real-time analyses have not shown a possible solution so far with these classical analyses. As a novel solution to the problems, we propose a prototype of an intelligent chemical sensor system capable of simultaneous measurement for Spectro/Gravimetric variables. Two platforms were designed based on reflection mode and transmission mode, and the platforms were demonstrated through Electroluminescence measurements of conductive polymer film and sensing of metal ions. A reflection-mode of platform composed of QCM and si photodiode, measured Electroluminescence by electro-polymerization of Polypyrrole and Cyclic voltammetry(CV). Our developments can provide the understandings for dynamic Spectro/Electro/Gravimetric changes during CVs, investigate analytical relations among the electroluminescence, current density, mass change, and viscoelasticity changes of the films. The transmission-mode platform was constructed using ITO and si photodiode. To enhance the stability of the ITO electrode, Na+ doping was performed, and the results were verified through impedance analyzer, contact angle, UV/vis, and Quartz crystal analyzer. Furthermore, to improve selectivity and sensitivity in sensing, a Layer-by-Layer (LBL) process was carried out with Poly (vinyl sulfate) potassium salt (PVSK) and toluidine blue O solution (OTB). We Demonstrated the capability of qualitative and quantitative analysis on the platform, sensing of Al3+ based on concentration and sensing of di-and trivalent metal ion as Cd2+, Cr3+, Cu2+, Fe3+, Ni3+, Pb2+, Sn2+, Zn2+. 전자기 복사선을 이용한 분석은 표준화된 프로토콜과 대형의 장비를 이용하여 분석한다. 이로 인해 광학분석은 정확한 정량적, 정성적 데이 터를 얻을 수 있다. 하지만 실시간 및 연속분석에서의 한계가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점에 대한 솔루션으로 정량/정성분석이 가능한 지능형 광/질량 화학센서 플랫폼을 개발하였다. 반사 모드, 투과 모드에 따른 두 가지의 플랫폼을 설계하였으며 전도성 고분자 막의 electroluminescence(EL)측정과 금속 이온 센싱으로 그 유용성을 확인 하였다. QCM과 si photodiode를 사용하여 반사 모드 플랫폼을 구성하였고, polypyrrole의 전해 중합과 cyclic voltammetry (CV)를 통하여 EL를 측정하였다. 전위주사의 전해질, 전위주사 속도, 중합막의 전해질 차이에 따른 광/전기/질량을 동시에 측정하고 분석하였다. 조건변화에 따른 다 양한 분석 변수들을 이용하여 EL의 동특성 분석이 가능하였다. 투과모드 플랫폼은 ITO와 si photodiode를 사용하여 구성하였으며 ITO 전극의 안정성을 부여하기 ITO 전극에 Na+ doping을 진행했으며 임피던스 분석기, 접촉각 분석, UV/vis, 수정진동자 분석기를 사용하여 도핑에 따른 안정성을 확인하였다. 또한 금속 이온 센싱에서의 선택성과 감도를 향상하기 위하여 poly (vinyl sulfate) potassium salt (PVSK)와 toluidine blue O solution (OTB)를 이용하여 Layer-by-Layer(LBL) 공정을 진행하여 선택성 막을 제작하였다. 이후, 농도에 따른 Al3+의 센 싱과 Cd2+, Cr3+, Cu2+, Fe3+, Ni3+, Pb2+, Sn2+, Zn2+의 센싱을 통하여 정 성분석의 가능성을 제시하였다.