특성이 서로 다른 polyimide (PI) 전구체와 polyamideimide (PAI) 블렌드물을 solvent casting법으로 제조한 후 열처리하여 다양한 조성의 PI/PAI 복합체를 제조하였다. Poly(amic acid) (PAA)를 전구체로 사용한 PAA/PAI 복합체의 경우 산-염기에 의한 ionic force 또는 수소 결합에 의한 분자간력으로 인하여 좋은 혼화성을 나타냈지만, poly(amic dimethyl ester) (PAME)를 전구체로 사용한 PAME/PAI 복합체는 약화된 분자간력으로 인하여 상분리가 뚜렷하게 발생함을 편광 현미경을 통해 관찰하였다. 전구체의 종류에 관계없이 이미드화된 복합체의 인장 탄성 계수는 선형치보나 증가하였으나 PAI 매트릭스 영역에서의 인장강도 및 전 혼합 조성에서의 파단 변형률은 감소하였다 상대적으로 낮은 유리 전이 온도를 가진 PAI에 의한 가소화 때문에 열적 이미드화 과정 중에 PI 분자쇄의 재정렬이 촉진됨을 편광현미경 및 X-선 회절 결과로부터 확인하였다.
In this study, the $\beta$-Polyvinylidene fluoride(PVDF) thin films were fabricated by physical vapor deposition method. Also, the properties of dielectric relaxation were studied to understand carrier's behavior of PVDF thin films, to be regarded as the excellent piezo and pyroelectricity. In the process of vapor deposition, the $\beta$-PVDF thin films have been fabricated under the condition of the substrate temperature at 3$0^{\circ}C$, the applied electric field at 142.8kV/cm and the pressure at 2.0${\times}10^{-5}$torr. The dielectric properties of PVDF have been studied in the frequency range 10Hz to 1MHz at temperature from 30 to $100^{\circ}C$. The relative dielectric constant of $\alpha$ and $\beta$-PVDF were 6.8 and 9.8, respectively, under a frequency of 1kHz. Such a phenomenon was caused by the decrease in intermolecular forces originated by the phase-transition from the TGTG' molecular conformation to the TT planar zig-zag conformation. And the relative dielectric constant is increased as a measuring temperature increases, because of the reduction of relaxation time caused by the decrease of intermolecular force.
This paper shows that carbon nanotubes can be applied to a nanopipette. Nano space in atomic force microscope multi-wall carbon nanotube tips is filled with molecules and atoms with charges and then, the tips can be applied to nanopipette when the encapsulated media flow off under applying electrostatic forces. Since the nano space inside the tips can be refilled, the tips can be permanently used in ideal conditions of no chemical reaction and no mechanical deformation. Molecular dynamics simulations for nanopipette applications demonstrated the possibility of nano-lithography or single-metallofullerene-transistor array fabrication.
금속이온 분리를 위한 운반체 지지형 (고분자/운반체) 복합막을 수면전개법에 의하여 제조하였다. 이들 막의 형상은 전개용액의 물성에 의하여 영향을 받는다. (고분자/18-crown-6) 복합용액의 표면장력은 18-crown-6의 농도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내며, 고분자에 따른 용액의 표면장력은 PVC>PS>CA 순서로 감소하였다. 점도는 18-crown-6의 농도가 증가함에 따라 PVC계와 PS계 용액은 큰 변화가 없으나 CA계 용액은 감소하는 경향을 나타내었다. 18-crown-6 환형고리분자는 고분자쇄 사이에서 전기적인 완충역할을 하여 고분자쇄간의 분자간력을 약화시켜줌으로써 복합 용액의 전개성을 증가시켰다. 복합박막의 표면형상은 단일박막보다 균일하였으며, 18-crown-6가 증가함에 따라 전후면은 모두 균일한 구조극 나타내었다.
폴리아크릴로니트릴(PAN)과 셀룰로오스 아세테이트(CA) 블렌드/디메틸포름아미드(DMF) 용액의 유변학적 특성을 온도와 블렌드 조성비에 대하여 조사하였다. 모든 고분자 용액이 온도 변화에 따라 매우 특징적인 유변학적 거동을 보였다. 8 wt% 용액의 경우 $20{\sim}60^{\circ}C$ 온도범위에서 온도의 증가와 더불어 용액의 점도가 증가하고 손실탄젠트값이 감소하였다. $20^{\circ}C$에서는 용액의 물성이 블렌드의 조성에 영향을 받았으나 40 및 $60^{\circ}C$에서는 조성비가 용액 물성에 미치는 영향이 크게 감소하였다. 더 높은 온도에서의 더 긴 분자 이완시간으로부터 온도가 증가함에 따라 분자간력에 의한 물리적 구조 형성이 촉진된다는 것을 알 수 있었다. 이러한 유변학적 특성에 대한 원인은 묽은 용액의 특성으로부터 유추할 수 있었다. 고분자 용액의 고유점도가 온도가 증가함에 따라 감소하였다.
1차원 구조를 갖는 나노 와이어들은 나노 소자를 구현하기 위한 building-block으로 많은 과학자들의 주목을 받고 있고 또한 연구되고 있다. 하지만 그것을 정확하게 위치시키고 일정한 간격으로 정렬시키기 위한 기술 개발은 아직도 해결해야 할 큰 과제로 남아 있다. 이 논문에서, 우리는 ahsing 기술과 표면 패터닝 기술을 이용하여 대면적의 실리콘웨이퍼 위에 DNA(deoxyribonucleic acid)를 기반으로 한 금 나노 와이어를 정확하게 위치시키고 일정한 간격으로 정렬시킬 수 있는 새로운 제어 기술을 제안한다. 먼저 우리는 포토 리소그래피 공정과 $O_2$ 플라즈마 ashing 기술을 이용하여 선폭을 100 nm로 감소 시켰다. 그리고 자기조립단분자막 (self-assembled monolayers; SAMs) 방법과 lift-off 공정을 반복함으로서 1-octadecyltrichlorosilane(OTS) 층과 aminopropylethoxysilane(APS) 층을 형성하였다. 마지막으로 DNA 용액을 샘플 표면 위에 도포하고 분자 빗질 방법으로 DNA를 한 방향으로 정렬 시켰고 금 나노입자 용액을 처리하였다. 그 결과 금 나노 와이어는 $10{\mu}m$ 간격으로 일정하게 정열 되었고, APS 층에만 정확하게 정렬되었다. 우리는 금 나노 와이어를 관찰하기 위하여 원자간력 현미경 (Atomic Force Microscope AFM)을 사용하였다.
과학자와 공학자들은 끊임없이 금속, 합금, 고분자, 세라믹 등의 공학재료의 성질을 계속해서 변화하는 사회의 요구에 부응하는 방향으로 개선하여 왔다. 인조 공학재료는 일반적으로 기계적 성질이 우수하여, 자연 재료의 기계적 성질보다 우수한 경우가 많다. 그러나, 이와 같은 공학 재료는 자연계에서 흔히 볼 수 있는 자기 치유능력, 즉 고의적인 인간의 접촉을 거치지 않고도 미세균열을 제거하는 능력이 부족하다. 자연에서 관측할 수 있는 손상관리 패러다임은 여러 가지 종류의 공학재료의 고유성질을 잘 고려하면 인조공학 재료에서도 성공적으로 재현할 수 있다. 특히 적절한 화학반응과 분자간력을 응용하면 고분자, 아이오노머, 복합체와 같은 유기재료에 적용할 수 있는 다양한 자기치유 방법을 개발할 수 있다.
주 사슬에 다양한 조성의 아조벤젠기와 헥사메틸렌기를 갖는 고분자들을 쇼텐-바우만 반응을 이용하여 합성하고, 이들의 물성을 조사하였다. 합성된 고분자들의 화학 구조와 물리적 성질은 푸리에 적외선 분광법 (FT-IR), 핵자기공명 분광법($^1H-NMR$), 시차주사 열량 분석법(DSC), 열 중량 분석법(TGA), 편광 현미경법(POM), X-선 회절법(XRD)으로 조사되었다. 합성된 고분자들은 1.28에서 1.36 dL/g의 고유 점성도를 갖는 비교적 높은 분자량의 고분자들이 합성되었으며, 용해도 조사에 사용된 대부분의 용매에 잘 용해되지 않았다. 고분자 내의 아조벤젠기의 함량이 증가함에 따라 용융 전이온도($T_m$)가 급격히 높아졌으며, 아조벤젠 단위체의 함량이 50 mol% 이상인 경우 분해온도 이하에서 상 전이는 일어나지 않았다. 합성된 고분자들 중, MP-A3와 MP-A5는 넓은 액정 온도구간을 갖는 액정 고분자였으며, 약한 액정성을 갖는 네마틱 상을 나타냈다. 합성 고분자들의 이러한 성질의 차이는 trans 형태인 아조벤젠기의 선형성과 극성에서 비롯된 분자간력의 변화에 기인하는 것으로 판단된다.
비선형광학(NLO) 곁가지형 고분자계 N-(4-nitrophenul)-(L)-prolinol-poly (p-phenylene terephthalates)로 제작된 박막의 분자 배향거동을 제2 고조파발생(SHG)의 비선형광응답을 사용하여 연구하였다. 새로운 펄스 corona 배향 방법으로 NLO 발색단과 고분자 줄기를 비중심대칭 구조로 배향시켜 SHG 신호를 발생시켰다. 유리전이온도 70$^{\circ}C$를 중심으로 25$^{\circ}C$에서 80$^{\circ}C$까지 온도영역에서 반복율을 0.5 ㎑에서 10 ㎑까지 변화시키면서 인가한 펄스 고압으로 corona 배향한 결과로 곁가지 발색단과 고분자 주사슬이 스스로 재 정렬하여 형성한 구역구조를 원자간력 현미경(AFM)으로 관측하였다. 펄스 corona 전압 인가로 NLO 발색단 배향도가 증가되고, 동시에 고분자박막의 가시적손상을 획기적으로 줄이면서 SHG 신호가 증대되었으며 배향 후 이완거동도 개선되었다. 이 새로운 펄스 corona 배향 실험으로 NLO 발색단 및 고분자 주사슬이 배향과정에서 비등방으로 재배열하는 현상을 in situ로 입증할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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