• 한국세라믹학회지
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• 제41권9호
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• pp.670-676
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• 2004

플라즈마 디스플레이(Plasma Display Panel)의 도전성 전극 성형에 필요한 잉크젯용 은 나노 졸을 합성하고자, 액상 환원법에 의해 고농도의 은 나노 졸의 입자크기 및 입도분포와 분산성을 제어하였다 이를 위하여 생성된 입자에 분산성을 부여하는 고분자 전해질의 착체형성 비율과 함께 은 나노 졸의 고농도화를 진행하였다. 합성된 졸은 XRD, 입도분포측정기, TEM을 사용하여 상분석 및 입자의 크기와 형상을 관찰하였다 그 결과 분산성이 우수하고, 약 10nm의 입자크기를 갖는 은 나노 졸인 것을 확인할 수 있었으며, 10-40wt% 범위의 고농도 은 나노 졸을 합성할 수 있었다.

• 폴리머
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• 제33권5호
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• pp.397-406
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• 2009

유기 박막 트랜지스터 (OTFTs)의 소스-드레인 전극을 스크린 인쇄를 통해 제작하였고, 전극용 페이스트로써 전도성 카본블랙 페이스트를 사용하였다. 전도성 카본블랙 페이스트를 제조하기 위해 서로 다른 분자량 및 고분자 사슬 구조를 갖는 2종류의 분산제(DB-2150, DB-9077)를 사용하여 분산제 함량(SOF; solid on powder, 10-40%)에 따른 카본블랙 밀베이스의 분산 특성을 검토한 결과, 분산제 함량이 증가함에 따라 분산 특성이 더 우수해 짐을 알 수 있었다. 전도성 카본블랙 페이스트를 제조하여 레올로지 측정을 통해 카본블랙의 분산상태 및 응집구조에 대해 검토한 결과, 분산제로 DB-2150을 사용한 페이스트들은 분산제 함량이 증가함에 따라 페이스트의 분산 특성이 향상되어 저장 탄성률(G')이 감소하였지만, DB-9077을 사용한 페이스트들은 카본블랙 사이의 상호작용에 의해 망목구조가 존재하였고, 분산제 함량이 증가함에 따라 카본블랙과 분산제간 또는 분산제간의 상호작용에 의해 페이스트의 저장 탄성률(G')은 더욱 증가하였다. 이러한 응집구조는 페이스트의 내부 저항력 (tacky)을 발생시켜 DB-9077을 사용한 페이스트들은 분산제 함량이 증가함에 따라 스크린 인쇄 적성이 좋지 못하였다. 하지만, 스크린 인쇄된 OTFTs용 소스-드레인 전극의 전기적 특성은 카본블랙 사이에 형성된 망목구조에 의해 카본블랙의 도전 경로(conduction Path)가 형성됨에 따라 DB-2150을 사용한 페이스트들의 OTFTs에 비해 더 우수하였다. 그러나, 2종류의 분산제를 사용한 페이스트 모두, 분산제의 함량이 증가함에 따라 카본블랙 표면을 감싸는 분산제 함량 또한 증가하게 되어 이로 인해 카본블랙간의 도전 경로 형성은 어렵게 되고 전극의 특성은 점점 열화되었다.

• 전기화학회지
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• 제26권1호
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• pp.1-10
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• 2023

리튬 이차전지의 4 대 구성요소에 포함되는 양극은 배터리의 에너지 밀도를 담당하는 중요한 구성요소에 속하며, 보편적으로 제작되는 양극의 습식 제작 공정에는 활물질, 도전재, 고분자 바인더의 혼합 과정이 필수적으로 이루어지게 된다. 하지만, 양극의 혼합 조건의 경우 체계적인 방법이 갖추어져 있지 않기 때문에 제조사에 따라 성능의 차이가 발생하는 경우가 대다수이다. 따라서, 양극의 슬러리 제작 단계에서 정돈되지 않은 혼합 방법의 최적화를 진행을 위해 보편적으로 사용되는 THINKY mixer와 homogenizer를 이용한 LiMn₂O₄ (LMO) 양극을 제조해 각각의 특성을 비교하였다. 각 혼합 조건은 2000 RPM, 7 min으로 동일하게 진행하였으며, 양극의 제조 동안 혼합 방법의 차이만을 판단하기 위해 다른 변수 조건들은 차단한 후, 실험을 진행하였다(혼합 시간, 재료 투입 순서 등). 제작된 THINKY mixer LMO (TLMO), homogenizer LMO (HLMO) 중 HLMO는 TLMO보다 더 고른 입자 분산 특성을 가지며, 그로 인한 더 높은 접착 강도를 나타낸다. 또한, 전기화학적 평가 결과, HLMO는 TLMO와 비교하여 개선된 성능과 안정적인 수명 주기를 보였다. 결과적으로 수명특성평가에서 초기 방전 용량 유지율은 HLMO가 69 사이클에서 TLMO와 비교하여 약 4.4 배 높은 88%의 유지율을 보였으며, 속도성능평가의 경우 10, 15, 20 C의 높은 전류밀도에서 HLMO가 더 우수한 용량 유지율과 1C에서의 용량 회복률 역시 우수한 특성을 나타냈다. 이는 활물질과 도전재 및 고분자 바인더가 포함된 슬러리 특성이 homogenizer를 사용할 때, 정전기적 특성이 강한 도전재가 뭉치지 않고 균일하게 분산되어 형성된 전기 전도성 네트워크를 생성할 수 있기 때문으로 간주된다. 이로 인해 활물질과 도전재의 표면 접촉이 증가하고, 전자를 보다 원활하게 전달하여 충전 및 방전 과정에서 나타나는 격자의 부피변화, 활물질과 도전재 사이의 접촉저항의 증가 등을 억제하는 것에 기인한다.

• 폴리머
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• 제25권1호
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• pp.98-107
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• 2001

팬텀 모델 제작을 위해 도전체로서 전도성 카본블랙을, 유전체로서 (Ba, Ca)$(Sn, Ti)O_3$ 와 $SrTiO_3$를 적용한 SBS 복합재료의 유전 특성과 형상 회복 특성을 조사하였다. 카본블랙만을 첨가한 복합재료는 카본블랙 함량이 증가함에 따라 복소유전율과 도전율이 증가하였으며, 주파수가 증가함에 따라 유전율이 감소하고 도전율은 증가하는 주파수 의존 특성을 보였다. 카본블랙과 유전체를 동시에 적용한 3상 복합재료는 동일한 카본블랙 함량에 대해서 유전체의 함량이 증가할수록 복소유전율과 도전율이 증가하는 특성을 나타냈으며, 카본블랙의 영향으로 주파수가 증가함에 따라 유전율이 감소하였고 도전율은 증가하였다. 유전체/SBS 복합재료의 유전성질과 도전체/SBS 복합재료의 주파수 의존도를 조절하여 현재 이동전화 사용 주파수 대역인 775 MHz~2 GHz 범위에서 인체의 뇌와 두개골 조직의 유전율, 도전율과 상응하는 비흡수율 측정용 팬텀 모델 재료를 제작할 수 있었다. 열기계적 반복시험에서는 충전재의 함량이 증가함에 따라 잔류변형량이 증가하였으나, 인체 조직을 모사한 SBS 복합재료는 우수한 형상 회복 성능을 보였다.

• 폴리머
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• 제30권1호
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• pp.85-89
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• 2006

이축압출기를 이용한 용융혼련으로 제조한 기상성장 탄소섬유(Vapor Grown Carbon Fiber, VGCF) 충전 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide, PPS) 복합체외 VGCF 함량에 따른 전기적, 유변학적 특성을 살펴보았다. 복합체의 파단면 모폴로지 관찰결과, 본 방법은 PPS 매트릭스 내에 VGCF를 균일하게 분산시키는데 있어서 효과적임을 확인할 수 있었다. $5\;wt\%$, VGCF 혼입까지는 미충전 PPS와 거의 유사한 전기적 성질과 유변학적 거동을 보였으며 $10\;wt\%$로 VGCF의 혼입양을 증가시켰을 때 현저한 도전성 발현 및 점도 상승, 탄성률의 주파수 무의존성 등 유변학절 성질의 변동이 관찰되었다. 고충전 PPS계에서의 탄성률의 주파수 무의존성은 복합체 내에서의 VGCF의 네트워크 형성으로 인한 건으로 추정되며, 이는 전기적 성질뿐만 아니라 유변학적 성질의 측정결과로부터 복합체 내의 도전성 네트워크의 형성을 확인할 수 있음을 보여준다.

• 멤브레인
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• 제33권6호
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• pp.362-368
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• 2023

이 연구 논문은 기후 변화에 대한 전 세계적인 우려와 온실 가스 배출 감소를 위한 필수적인 요구에 대응하여 마이크로기공 고분자(PIM-1)의 이용을 탐구한 것이다. 연구는 PIM-1 막을 이산화탄소(CO₂) 가스 분리 막으로 사용하는 현대적인 소재로서의 응용에 집중하고 있다. 연구는 PIM-1 막의 합성, 분자량 제어, 그리고 제각각의 특성 분석 기술을 통해 포괄적인 통찰을 제공하며, 이러한 특성 분석 기술을 통해 PIM-1의 고유한 교차결합 및 강성 구조에서 비롯된 내재적 다공성이 특히 이산화탄소의 선택적 투과에 활용되고 있다. 논문은 PIM-1의 가교된 구조로부터 비롯된 내재적 다공성이 특히 이산화탄소의 선택적 투과에 활용되고 있다. 논문은 PIM-1의 튜닝 가능한 화학적 특성을 강조하며, 가스 분리 막의 맞춤 및 최적화를 가능케 하는 특성에 대한 이해를 제시하고 있다. 분자량을 통제함으로써 고분자량(H-PIM-1) 막은 낮은 분자량 대비 더 뛰어난 CO₂ 투과성과 선택성을 나타내며, 이를 통해 PIM-1 막의 특성을 조절하는 데 분자량의 중요성을 강조하고 있다. 연구 결과는 PIM-1 막 특성을 조절하는 데 분자량이 중요한 역할을 하는 것을 강조하며, 이는 기후 변화의 긴급한 글로벌 도전에 대응하기 위한 효율적이고 선택적인 CO₂ 포집을 위한 차세대 막 기술의 발전에 기여하고 있다.

• 폴리머
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• 제38권2호
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• pp.250-256
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• 2014

본 연구에서는 이축 스크류식 압출기를 이용하여 폴리프로필렌(PP)에 도전성 필러인 다중벽 탄소나노튜브 (MWNT)와 스테인레스강 단섬유(SSF)를 첨가하여 복합체를 제조하였으며, 이에 대한 표면저항 및 기계적 특성을 조사하였다. 표면저항을 측정한 결과 PP/MWNT에 소량의 SSF를 첨가하였을 때 더 낮은 MWNT 함량에서 percolation threshold가 나타났다. 그리고 제조된 복합체에 대한 인장시험 결과 순수 PP와 비교해서 파괴점 신장률은 감소하였으나 탄성률과 강도는 증가하였다. 또한 동역학분석을 통하여 MWNT와 SSF 복합체의 저장탄성률과 tan ${\delta}$에 미치는 영향을 조사하였으며, SEM을 이용하여 필러들의 모폴로지 및 복합체의 파단면을 관찰하였다.

• 전기화학회지
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• 제23권2호
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• pp.39-46
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• 2020

이차전지용 전극은 일반적으로 전극 활물질, 도전재, 그리고 고분자 바인더가 혼합된 복합 전극의 형태를 갖는다. 따라서, 크기나 형태가 다른 각 성분의 조성 및 전극 내 분포에 따라 전극의 전기화학적 활성이 달라지게 되나, 이를 효율적으로 예측하고 설계하는 3차원 전극 구조 모델링 기술은 아직 활발히 연구되고 있지 못하다. 따라서, 본 논문에서는 3차원 구조 모델링 툴인 GeoDict를 이용하여, LiCoO₂ 전극 활물질 입자 크기와 복합 전극 밀도에 따른 입자 간 접촉 면적과 전기전도특성을 예측한 결과를 제시한다. 전극의 조성과 로딩은 LiCoO₂ : Super P Li^® : Polyvinylidene Fluoride (PVdF) = 93 : 3 : 4 (wt%)과 13 mg cm^-2로 고정하고, LiCoO₂ 평균 입경은 10 ㎛과 20 ㎛로 전극 밀도는 2.8 g cm^-3, 3.0 g cm^-3, 3.2 g cm^-3, 3.5 g cm^-3, 4.0 g cm^-3로 제어하여 가상의 3차원 전극 구조를 만들었다. 이 구조를 활용하여 LiCoO₂ 입경 증가에 따른 입자 간 접촉 면적 감소와 전기전도특성 증가 경향성이 정량화되었다. 또한, 전극 밀도가 증가함에 따라 입자 간 접촉 면적 및 전기전도특성 향상도 수치화 된 값으로 예상될 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 3차원 전극 구조 분석 기법을 이용하면, 더 효율적인 복합 전극 설계가 가능함을 제시한다.