• Title/Summary/Keyword: 고분자 구동기

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P3HT 박막 저장매체를 가진 비휘발성 메모리 소자의 전기적 특성

  • ;Song, U-Seung;Park, Hun-Min;Yun, Dong-Yeol;Kim, Tae-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.390-390
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    • 2013
  • 유기물을 이용하여 제작한 비휘발성 메모리 소자는 저전압 구동, 간단한 공정과 플렉서블 모바일에 응용 가능성 때문에 많은 연구가 진행되고 있다. 나노복합체를 사용하여 제작한 비휘발성 메모리 소자의 전기적 특성에 대한 연구가 많이 진행되었으나 고분자를 저장매체로 사용한 메모리 소자의 전기적 특성에 대한 연구는 미흡하다. 본 연구에서 poly (methylmethacrylate) (PMMA)와 poly (3-hexylthiophene) (P3HT) 혼합한 용액을 이용하여 제작한 메모리 소자의 전기적 특성을 연구하였다. P3HT와 PMMA를 같이 클로로벤젠에 용해한 후 초음파 교반기를 사용하여 두 물질을 고르게 섞었다. Indium-tin-oxide가 코팅된 유리 기판 위에 제작한 고분자 용액을 스핀 코팅하고, 열을 가해 용매를 제거하였다. P3HT박막 위에Al을 상부전극으로 열증착하여 소자를 제작하였다. 제작된 소자의 전류-전압(I-V) 측정결과는 같은 전압에서 전도도가 큰 ON 상태와 전도도가 작은 OFF 상태의 큰 ON/OFF 전류비율을 가진 전류의 히스테리시스를 보여주었다. P3HT를 포함하지 않은 소자의 I-V 측정결과는 전류의 히스테리시스 특성이 보이지 않았고 이것은 P3HT 박막이 메모리 특성을 나타내는 저장매체가 됨을 알 수 있었다. 소자의 전류-시간 특성 측정 결과는 전류의 ON/OFF 비율이 시간에 따라 큰 감쇠 현상 없이 오랫동안 지속적으로 유지됨을 보여줌으로 소자의 동작 안정성을 알 수 있었다.

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Wirelessly Driven Cellulose Electro-Active Paper Actuator: Application Research (원격구동 셀룰로오스 종이 작동기의 응용연구)

  • Kim, Jae-Hwan;Yang, Sang-Yeol;Jang, Sang-Dong;Ko, Hyun-U;Mun, Sung-Cheol;Kim, Dong-Gu;Kang, Jin-Ho
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.36 no.5
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    • pp.539-543
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    • 2012
  • Cellulose Electro-Active Paper (EAPap) is attractive as a biomimetic actuator because of its merits: it is lightweight, operates in dry conditions, has a large displacement output, has a low actuation voltage, and has low power consumption. Cellulose is regenerated so as to align its microfibrils, which results in a piezoelectric paper. When chemically bonded and mixed with carbon nanotubes, titanium oxide, zinc oxide, tin oxides, the cellulose EAPap can be used as a hybrid nanocomposite that has versatile properties and that can meet the requirements of many application devices. This paper presents trends in recent research on the cellulose EAPap, mainly on material preparation and its use in devices, including biosensors, chemical sensors, flexible transistors, and actuators. This paper also explains wirelessly driving technology for the cellulose EAPap, which is attractive for use in biomimetic robotics and micro-aerial vehicles.

[6,6]- phenyl-C85 Butyric Acid Methyl Ester 나노클러스터를 포함한 Polymethyl Methacrylate 고분자박막으로 제작한 비휘발성 메모리의 소자의 휘어짐에 따른 전기적 특성

  • Lee, Min-Ho;Yun, Dong-Yeol;Son, Jeong-Min;Kim, Tae-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.02a
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    • pp.338-338
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    • 2012
  • 유기물을 이용하여 제작한 비휘발성 메모리 소자는 저전력으로 구동하고 공정이 간단할 뿐만아니라 구부림이 가능한 소자를 만들 수 있다는 장점 때문에 많은 연구가 진행되고 있다. 비록 다양한 유기물 나노 클러스터를 포함한 고분자 박막을 사용한 비휘발성 메모리 소자에 대한 연구가 많이 진행되었으나 [6,6]- phenyl-C85 butyric acid methyl ester (PCBM) 나노 클러스터가 고분자 박막에 분산되어 있는 메모리 소자의 휘어짐에 따른 전기적 특성의 변화에 대한 것은 연구되지 않았다. 본 연구에서는 스핀코팅 방법으로 PCBM 나노 클러스터가 polymethyl methacrylate (PMMA) 박막에 분산되어 있는 소자를 제작하여 휘어짐에 따른 전기적 특성의 변화에 대한 관찰을 수행하였다. 소자를 제작하기 위해서 PCBM 나노 클러스터와 PMMA를 클로로벤젠에 용해시킨 후에 초음파 교반기를 사용하여 PCBM 나노 클러스터와 PMMA가 고르게 섞인 용액을 형성하였다. 전극이 되는 Indium Tin Oxide (ITO) 유리기판 위에 PCBM 나노 클러스터와 PMMA가 섞인 용액을 스핀 코팅하고, 열을 가해 용매를 제거하여 PCBM 나노 클러스터가 PMMA에 분산되어 있는 박막을 형성하였다. PCBM 나노 클러스터가 분산된 PMMA 박막 위에 Al을 상부전극으로 열증착하여 메모리 소자를 완성하였다. 제작한 소자의 휘어짐에 따른 전기적 특성을 알아보기 위해서 10 mm 의 반지름을 갖는 휘어진 홀더를 제작 한 후에 소자를 구부리기 전과 후의 전류-전압 (I-V)을 각각 측정하였다. 또한 소자의 휘어짐에 따른 포획된 전하유지능력과 안정성을 알아보기 위해 $1{\times}105$번의 반복적인 읽기 전압을 가한 후 전기적 특성을 측정하였다. 실험 결과들을 토대로 메모리 소자의 휘어짐에 따른 전기적 특성 변화에 대해서 분석하고 그 원인에 대해서 규명하였다.

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Electro-Active Polymer Actuator by Employing Ionic Networking Membrane of Poly (styrene-alt-maleic anhydride)-Incorporated Poly (vinylidene fluoride) (이온성 망상구조막에 기반한 전기 활성 고분자 구동기)

  • Lu, Jun;Kim, Sang-Gyun;Lee, Sun-Woo;Oh, Il-Kwon
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.714-717
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    • 2007
  • In this study, a novel actuator was developed by employing the newly-synthesized ionic networking membrane (INM) of poly (styrene-alt-maleic anhydride) (PSMAn)-incorporated poly (vinylidene fluoride) (PVDF). Based on the same original membrane, various samples of INM actuator were prepared through different reduction times with the electroless-plating technique. The as-prepared INM actuators were tested in terms of surface resistance, platinum morphology, resonance frequency, tip displacement, current and blocked force, and their performance was compared to that of the widely-used traditional Nafion actuator. Scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) revealed that much smaller and more uniform platinum particles were formed on the surfaces of the INM actuators as well as within their polymer matrix. Although excellent harmonic response was observed for the newly-developed INM actuators, this was found to be sensitive to the applied reduction times during the fabrication. The mechanical displacement of the INM actuator fabricated after optimum reduction times was much larger than that of its Nafion counterpart of comparable thickness under the stimulus of constant and alternating current voltage.

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A Study on Multi-Vehicle Control of Electro Active Polymer Actuator based on Embedded System using Adaptive Fuzzy Controller (Adaptive Fuzzy 제어기를 이용한 Embedded 시스템 기반의 기능성 고분자 구동체의 이중제어에 관한 연구)

  • 김태형;김훈모
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 1997.10a
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    • pp.307-310
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    • 1997
  • In case of environment requiring safety such as human body and requiring flexible shape, a conventional mechanical actuator system does not satisfy requirement. Therefore, in order to solve this problem, a research of various smart material such as EAP (Electro Active Polymer), EAC (Electro Active Ceramic) and SMA (Shape Memory Alloy) is in progress. Recently, the highest preferring material among various smart material is EP (Electrostictive Polymer), because it has very fast response time, poerful force and large displacement. The previous researches have been studied properties of polymer and simple control, but present researches are studied a polymer actuator. An EP (Electostrictive Polymer) actuator has properties which change variably as shape and environmental condition. Therefore, in order to coincide with a user's purpose, it is important not only to decide a shape of actuator and mechanical design but also to investigate a efficient controller. In this paper, we constructed the control logic with an adaptive fuvy algorithm which depends on the physical properties of EP that has a dielectric constant depending on time.

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Variation of Performance with Operation Condition of Benthic Microbial Fuel Cells (저생 미생물 연료전지(BMFC)의 구동조건에 따른 성능 변화)

  • Oh, So-Hyeong;Kwag, Ha-Won;Lee, Ye-Jin;Kim, Young-Sook;Chu, Cheun-Ho;Park, Kwonpil
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.57 no.2
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    • pp.172-176
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    • 2019
  • A benthic microbial fuel cells(BMFC) is fuel cell using electricity produced by decomposing organic matter in a sea or a lake. In this study, we used a gas diffusion layer (GDL) of a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC) as a BMFC electrode to find out the operation conditions with high performance. The performance of BMFC was increased as resistance of external resistor increased. It was possible to maintain the performance by avoiding the increase of the contact resistance with the electrode due to corrosion of the lead wire in seawater. The bubble generator was able to increase the maximum power density by more than 2 times and the optimum operating temperature was $40^{\circ}C$.

[6,6]- phenyl-C85 Butyric Acid Methyl Ester 나노입자를 포함한 나노복합체를 사용하여 제작한 비휘발성 메모리의 전기적 성질과 안정성

  • Park, Hun-Min;Lee, Min-Ho;Yun, Dong-Yeol;Kim, Tae-Hwan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.08a
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    • pp.274-274
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    • 2011
  • 유기물/무기물 나노복합체를 이용하여 제작한 비휘발성 메모리 소자는 저전력 구동과 간단한 공정과 같은 장점 때문에 많은 연구가 진행되고 있다. 무기물 나노 입자를 포함한 고분자 박막을 사용한 비휘발성 메모리 소자에 대한 연구는 많이 진행되었으나, [6,6]- phenyl-C85 butyric acid methyl ester (PCBM) 나노 입자가 고분자 박막에 분산되어 있는 나노복합체를 사용하여 제작한 메모리 소자의 전기적 특성과 안정성에 대한 연구는 미흡하다. 본 연구에서는 PCBM 나노 입자가 poly (methylmethacrylate) (PMMA) 박막 안에 분산되어 있는 나노복합체를 사용한 메모리 소자를 제작하여 전기적 특성 및 안정성에 대하여 관찰하였다. PCBM 나노 입자를 PMMA와 함께 용매인 클로로벤젠에 용해한 후에 초음파 교반기를 사용하여 두 물질을 고르게 섞었다. 전극이 되는 indium-tin-oxide 가 성장된 유리 기판 위에 PCBM과 PMMA가 섞인 용액을 스핀 코팅한 후, 열을 가해 용매를 제거하여 PCBM입자가 PMMA에 분산되어 있는 나노복합체 박막을 형성하였다. 형성된 나노복합체 박막 위에 상부 전극으로 Al을 열증착하여 비휘발성 메모리 소자를 완성하였다. 제작된 소자의 전류-전압 측정 결과는 큰 ON/OFF 전류비율을 보여주었다. PCBM 나노입자를 포함하지 않은 소자에서는 메모리 특성이 나타나지 않았기 때문에 PCBM 나노 입자가 비휘발성 메모리 소자의 기억 특성을 나타내는 저장매체가 됨을 알 수 있었다. 전류-시간 측정 결과는 소자의 ON/OFF 전류 비율이 시간이 지남에 따라 큰 감쇠 현상 없이 104 sec 까지 지속적으로 유지됨을 알 수 있었다. 제작된 각각의 메모리 소자의 ON/OFF 전류 비율 결과는 103 이상의 일정한 값이 측정되어 제작된 소자의 안정성을 보여주었다.

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Dynamic Modeling and Design of Finger Exoskeleton Using Polymer Actuator (고분자 구동체를 이용한 손가락 외골격기구의 설계 및 동력학적 모델 개발)

  • Jeong, Gwang-Hun;Kim, Yoon-Jeong;Yoon, Bye-Ri;Wang, Hyuck-Sik;Song, Dae-Seok;Kim, Sul-Ki;Rhee, Kye-Han;Jho, Jae-Young;Kim, Dong-Min;Lee, Soo-Jin
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.29 no.7
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    • pp.717-722
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    • 2012
  • This paper presents the design and dynamic model of the finger exoskeleton actuated by Ionic Polymer Metal Composites (IPMC) to assist a tip pinch task. Although this exoskeleton will be developed to assist 3 degree-of-freedom motion of each finger, it has been currently made to perform the tip pinch task using 1 degree-of-freedom mechanism as the first step. The six layers of IPMC were stacked in parallel to increase the low actuation force of IPMC. In addition, the finger dummy was manufactured to evaluate the performance of the finger exoskeleton. The pinch task experiments, which were performed on the finger dummy with the developed exoskeleton, showed that the pinch force close to the desired level was obtained. Moreover, the dynamic model of the exoskeleton and finger dummy was developed in order to perform the various analyses for the improvement of the exoskeleton.

Preparation and Characterization of Electro-Active IPMC(Ion-exchange Polymer Metal Composite) Actuator (전기활성 IPMC(ion-exchange Polymer Metal Composite) 구동기 제조 및 구동특성 연구)

  • 이준호;이두성;김홍경;이영관;최혁렬;김훈모;전재욱;탁용석;남재도
    • Polymer(Korea)
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    • v.26 no.1
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    • pp.105-112
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    • 2002
  • The low actuation voltage and quick bending response of IPMC(ion-exchange polymer metal composite) are considered attractive for the construction of various types of actuators. In this study, in order to develop a new type actuators by using the IPMC platinum electrode of IPMC are fabricated by using electroless impregnation-reduction method plating. As the platinum-plating times are increased, IPMC performance was improved in terms of bending displacement and force due to the enhanced surface conductivity. In addition, we investigated the basic actuation characteristics of resonance frequency and actuator length as well as the effect of water uptake and ion mobility. Using the classical laminate theory(CLT), a modeling methodology was developed to predict the deformation, bending moment, and residual stress distribution of anisotropic IPMC thin plates. In this modeling methodology, the internal stress evolved by the unsymmetric distribution of water inside IPMC was quantitatively calculated and subsequently the bending moment and the curvature were estimated for various geometry of IPMC actuator.

Synthesis and characterization of polymer electrolyte membrane for fuel cell including sulfonated bis (4-fluorophenyl) phenylphosphine oxide (술폰화된 비스(4-플루오로페닐) 페닐포스핀옥사이드를 포함한 연료전지용 고분자 전해질막의 합성과 특성분석)

  • Yoo, Eun Sil;Nahm, Kee Suk;Yoo, Dong Jin
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.25 no.4
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    • pp.176-183
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    • 2016
  • This study relates to a polymer electrolyte membrane for improved performance fuel cell, were researched with respect to properties required for driving a fuel cell. The bis(4-fluorophenyl)phenyl phosphine oxide was sulfonated using fuming sulfuric acid. Synthetic hydrophilic oligomer and the hydrophobic oligomer and the block copolymers were prepared via aromatic nucleophilic substitution polycondensation. A block copolymer structure and degree of sulfonation was analyzed by $^1H$-NMR and gel permeation chromatography(GPC) analysis. Thermal stability was confirmed by thermogravimetric analysis(TGA), block copolymer was stable at high temperature(>$200^{\circ}C$), The ion conductivity was measured in order to demonstrate the performance of fuel cell. Synthesis membrane was the increase of temperature was improved conductivity up to 58 mS/cm due to the influence of the developed ion clusters. The phase separation of the polymer was observed to make AFM analysis.