• Composites Research
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• 제18권5호
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• pp.34-39
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• 2005

단일벽 탄소나노튜브와 전기전도성 폴리머로 구성된 복합재 엑츄에이터의 변형율-전압간의 관계식이 유도되었으며, 얇은 복합재 필름 형태의 엑츄에이터의 전기기계적인 작동을 수식화하기 위해서 전기화학적 이온 접근법을 사용하였다. 이 방법은 엑츄에이터의 작동에 대한 이해를 쉽게 할 수 있다. 실험결과와 계산결과는 잘 일치한다. 이상적으로 잘 배열된 단일벽 탄소나노튜브 엑츄에이터는 좋은 반응특성과 작동력을 나타내었다. 작동변위는 나노튜브와 기지인 폴리머의 영향을 받으며, 단일벽 탄소나노튜브는 양의 전압에서는 기지를 보강하며 음의 전압에서는 기지를 수축하게 하는 영향을 미친다. 나노튜브의 배열을 곧게하고, 적절한 전해질과 전압을 선택하면 엑츄에이터의 성능을 최적화시킬 수 있다.

• Macromolecular Research
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• 제14권4호
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• pp.466-472
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• 2006

The kinetic behavior of emulsion polymerizations of styrene in the presence of sulfonated N-hydroxy ethyl aniline (SHEA) was investigated with two initiators: 2,2'-azobisisobutyronitrile (AIBN) and potassium persulfate (KPS). SHEA was synthesized using a stepwise polyurethane reaction method from 3-hydroxy-1-propane sulfonic acid sodium salt, isophorone diisocyanate (IPDI), and N-(2-hydroxyethyl) aniline. Stable core-shell poly(styrene/sulfonated N-hydroxy ethyl aniline, St/SHEA) latex particles were successfully prepared by using an appropriate amount of AIBN, in which SHEA plays the role of 'surfmer', i.e., acting as both a surfactant in the emulsion polymerization and a monomer in the chemical oxidative polymerization. The kinetic behavior was dissimilar to that of typical emulsion polymerization systems. A long inhibition period and low rate of polymerization were observed due to radical loss by the oxidative polymerization of SHEA. It was concluded, due to the low water-solubility of AIBN and retardation reaction by SHEA, that the initial loci of polymerization were monomer droplets. However, growing polymer particles as polymerization loci became predominant as polymerization proceeded. It was suggested that AIBN was more effective than KPS in the preparation of the core-shell type poly(St/SHEA) latex particles. With KPS, no substantial polymerization was observed in any of the samples.

• 폴리머
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• 제27권6호
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• pp.549-554
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• 2003

톨루엔, 자일렌 등 유기 용매에 녹는 에머랄딘 염 형태의 폴리아닐린-도데실벤젠술폰산 (PANI-DBSA) 이 한 단계 마이셀 유화 중합법에 의해 제조되었다. 유기 양성자산으로 DBSA가 사용되었으며, DBSA와 아닐린 단량체의 비율이 1.5:1의 중합 조건에서 용해도 및 전기적 특성이 가장 우수하였고, 이때 제조한 PANI-DBSA의 톨루엔에서 용해도는 8 wt% 정도이다. 이들은 유리 또는 플라스틱 필름 기판 위에 도포되어 필름 형상으로 얻어지며, 폴리우레탄 또는 폴리스티렌 등과도 쉽게 혼합되었다. 5 S/cm 이상의 전기 전도도와 500 nm 이하의 필름두께에서 70% 이상의 가시광선 투과도를 보이며, 필름의 표면상태가 수용액에서의 유화 중합법에 의해 제조되는 PANl-DBSA보다 매우 균일함을 AEM을 통해 관찰하였다. 반응생성물의 대부분은 톨루엔 용매에 용해되었지만 용해되지 않은 일부 PANI-DBSA은 50-400 nm크기의 입자로 유기 용매에 분산되어 있음이 확인되었고 이들 입자의 결정상태를 XRD를 통해 관찰하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제1권4호
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• pp.275-289
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• 2009

Electroosmosis (EO) is the movement of water in a porous medium under the influence of a direct current (dc). In past decades, electro-osmosis has been successfully employed in many soil improvement and other geotechnical engineering projects. Metal electrodes, such as steel, copper and aluminum have been used traditionally to conduct current. The shortcoming of these electrodes is that they corrode easily during an EO treatment, which results in reduced effectiveness and environmental concerns. More recently, conductive polymers are developed to replace metal electrodes in EO treatment. Electrical vertical drainages (EVDs) are one of these products under trial. The goal of this study is to assess the performance of EVDs for soil improvement and to further understand the scientific principle of the EO process, including the voltage drop at the soil-EVD interface, electrical current density, polarity reversal, and changes in soil physico-chemical properties generated by electroosmosis. It is found from the study that after 19 days of EO treatment with a constant applied dc electric field intensity of 133 V/m, the soil's moisture content decreased by 28%, the shear strength and pre-consolidation pressure increased more than 400%. It is also found that the current density required triggering the water flow in the soil tested, the Korean Yulchon marine clay, is 0.7 $A/m^2$. The project demonstrates that EVDs can serve as both electrodes and drains for soil improvement in short term. However, the EVDs, as tested, are not suitable for polarity reversal in EO treatment and their service life is limited to only 15 days.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권2호
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• pp.21-32
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• 2023

구리 나노와이어(CuNW)는 전기 전도도가 우수할 뿐만 아니라 높은 기계적 유연성과 비용 효율성 등의 장점이 있다. 그러나 구리 나노와이어는 산화가 쉽게 일어나기 때문에 투명 전극의 특성까지도 저하될 수 있다는 단점 또한 존재한다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 연구들이 진행되고 있다. 이에 본 고에서는 탄소 기반 물질, 금속, 전도성 고분자 등의 코팅용 소재를 활용하여 구리 나노와이어 투명전극의 산화를 방지하고 안정성을 향상시키기 위한 다양한 방법과 연구를 소개한다. 이를 통해 구리 나노와이어 기반 기술의 발전과 산화에 대한 문제를 해결할 수 있는 방안들을 제공하고자 한다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권4호
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• pp.303-325
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• 2023

Flexible fiber- or yarn-based one-dimensional (1-D) energy storage devices are essential for developing wearable electronics and have thus attracted considerable attention in various fields including ubiquitous healthcare (U-healthcare) systems and textile platforms. 1-D supercapacitors (SCs), in particular, are recognized as one of the most promising candidates to power wearable electronics due to their unique energy storage and high adaptability for the human body. They can be woven into textiles or effectively designed into diverse architectures for practical use in day-to-day life. This review summarizes recent important development and advances in fiber-based supercapacitors, concerning the active materials, fiber configuration, and applications. Active materials intended to enhance energy storage capability including carbon nanomaterials, metal oxides, and conductive polymers, are first discussed. With their loading methods for fiber electrodes, a summary of the four main types of fiber SCs (e.g., coil, supercoil, buckle, and hybrid structures) is then provided, followed by demonstrations of some practical applications including wearability and power supplies. Finally, the current challenges and perspectives in this field are made for future works.

• 공업화학
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• 제34권3호
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• pp.258-263
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• 2023

본 연구에서는 일회용 센서 칩으로 제작 가능한 스크린 프린팅된 탄소칩 전극(screen printed carbon electrode; SPCE) 표면에 전도성고분자 및 효소 티로시나아제(tyrosinase, Tyr)를 적층하여 전기화학적인 방법으로 남성 질환, 갑상선 질환 등과 연관성이 입증된 내분비계 교란 물질인 비스페놀F (bisphenol F, BPF) 검출에 적용하였다. 산소 플라즈마 처리를 통해 음전하를 띠게 한 SPCE 작업전극 표면에 양전하를 띄는 전도성 고분자인 poly(diallyldimethyl ammonium chloride) (PDDA)과 음전하를 띠는 고분자 화합물 poly(sodium 4-styrenesulfonate) (PSS) 그리고 PDDA 순서대로 정전기적인 인력으로 층을 쌓고, 최종적으로 pH (7.0)를 조절하여 음전하를 띄게 한 효소, Tyr층을 올려 PDDA-PSS-PDDA-Tyr 센서를 제작하였다. 상기 전극 센서를 기질이자 타겟분석물인 BPF 용액에 접촉하면, 전극 표면에서 Tyr 효소와 산화반응에 의해 4,4'-methylenebis(cyclohexa-3,5-diene-1,2-dione)가 생성되고, 순환전압전류법과 시차펄스전압전류법을 이용하여 생성물을 0.1 V (vs. Ag/AgCl)에서 환원하면 4,4'-methylenebis(benzene-1,2-diol)이 생성되면서 발생하는 피크 전류 값의 변화를 측정함으로써, BPF의 농도를 정량적으로 분석하였다. 또한, 기존에 많은 연구에서 사용되는 인산완충생리식염수를 대체할 수 있는 이온성 액체 전해질을 사용하여 BPF의 검출 성능 결과를 비교하였다. 또한 BPF와 유사한 구조를 갖는 방해물질로 작용하는 비스페놀S에 대한 선택성을 확인하였다. 마지막으로 실험실에서 준비한 실제 시료안의 BPF의 농도를 분석하는데 제작한 센서를 적용함으로써 센서의 실제 적용 가능성을 입증하고자 하였다.

• 공업화학
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• 제29권3호
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• pp.336-341
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• 2018

기존의 문헌에서는 poly(3-hexylthiophene)(P3HT) 기반의 블록공중합체를 합성하기 위해서 최소 4-5단계 이상의 복잡한 공정을 거쳐야 했고, 일반적으로 분자량, 분자량 분포 및 블록의 비를 조절하기 위해서 단량체 전환율 및 반응 시간을 계속해서 모니터링 해야 한다. 또한, 여러 가지 이유에서 합성 스케일이 수 mg에서 수 g으로 제한되었다. 본 연구에서는 음이온 중합법을 이용해서 P3HT-b-poly(4-vinylprydine) (P4VP)를 오직 2단계로 중합할 수 있었으며, 중합 스케일은 수십 g 정도가 가능하였다. 반응 도중 단량체 전환율 및 농도를 계속 모니터링 해야 하는 번거로움 없이 초기 단량체 당량비만으로 블록 비율과 분자량 분포를 정밀 조절할 수 있었다. 만들어진 P3HT-b-P4VP를 친수성 및 소수성 용매에 녹여 분자 거동을 살펴보았다. 용액의 특성이 용액 속 미셸 구조와 필름 코팅 후 모포로지에 영향을 미친다는 것을 확인했다. P3HT-b-P4VP의 물리적 특성은 적외선-자외선 분광분석법, 원자힘현미경 및 자외선 광전자 분광분석법을 이용하여 평가하였다.

• 에너지공학
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• 제20권3호
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• pp.171-177
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• 2011

본 연구에서는 폴리비닐알코올(PVA)을 전해질 막으로 이용하기 위하여 가교제로서 글루타르알데히드(GLA)와 무기물 첨가제로 알루미늄실리케이트($Al_2O_3{\cdot}3SiO_2$)를 사용하여 PVA/GLA/$Al_2O_3{\cdot}3SiO_2$ 복합막을 제조하였다. PVA/GLA/$Al_2O_3{\cdot}3SiO_2$ 복합막은 GLA의 비율이 증가함에 따라 함수율이 감소되었고, 알루미늄실리케이트 함량이 증가함에 따라 함수율 향상이 예상되어 수소이온 전도도가 향상되는 경향을 보였다. 제조된 고분자의 가교결합은 IR과 함수율의 경향성으로 확인되었다. 제조된 고분자의 열분석은 TGA에 의해 수행되었다. TGA의 분석결과 PVA/GLA 복합막은 가교결합으로 인하여 PVA보다 열안정성이 우수하였으며, 복합막의 알루미늄실리케이트의 비율이 증가할수록 열안정성이 더욱 증대되는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서 제조된 복합막은 열안전성을 갖으며 $60^{\circ}C$까지는 양이온전도도가 증가하는 경향을 갖지만 $90^{\circ}C$로 온도가 높아짐에 따라 성능이 낮아지는 경향을 보였다. 따라서 보다 적극적인 노력을 통하여 향후 이온전도성 복합 전해질막으로 적용 가능성을 타진해야 할 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.3442-3447
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• 2014

본 논문에서는 간단한 플라스틱전자패키지의 폴리머 흡습특성 평가 방법을 제시하였다. 흡습팽창에 의한 변형을 측정하고 유한요소법으로 해석하였다. 흡습특성 평가를 위해 시편제작을 제작하고, 흡습시간에 따라 폴리머에 내재된 수분질량을 측정하여, 수치해석 결과와 비교분석하였다. 흡습확산 방정식은 열전달 방정식과 유사한 형태를 가지고 있기 때문에 열전달 해석 절차에 따라 상용 유한요소코드를 적용하여 흡습압력비를 구하고, 자체코드로 흡습질량을 계산하였다. 비전도성 폴리머는 동일 제품이라도 생산시기에 따라 흡습특성에 변화가 있었다. 여러 가지 흡습특성에 대해 흡습질량을 수치해석으로부터 계산하고 측정치에 가장 근접한 흡습질량 변화의 그래프를 선택하여 최적의 확산계수와 용해도를 구하였다. 제시된 방법은 빠른 대응을 요구하는 생산현장에서 반도체 패키지 폴리머의 흡습특성을 신속하게 평가하는 데 적용될 수 있을 것이다. 또한 흡습팽창을 모아레 간섭계로 측정하고 수치해석으로 비교하였다. 결과적으로 흡습질량의 측정값과 수치해석 결과를 비교하여 용해도와 확산계수는 0.0320 [g/mm/N]과 0.243 [$mm^2/{\mu}s$]으로 결정하였고, ANSYS 구조해석에 의한 변형은 모아레 간섭에 의한 측정결과와 매우 유사하였다.