• 제목/요약/키워드: Poly(vinylidene fluoride)

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세포 배양 가능한 커버슬립형 초음파 변환자 (Cell-cultivable ultrasonic transducer integrated on glass-coverslip)

  • 이근형;박진형
    • 한국음향학회지
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    • 제42권5호
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    • pp.412-421
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    • 2023
  • 초음파 뇌 자극술을 통하여 뇌 심부의 국소 지역에 있는 뇌 세포의 활성화를 유도할 수 있으며, 이를 통하여 저하된 뇌 기능을 치료하는데 효과가 있음이 보고되어 왔다. 반면, 초음파 자극의 종류에 따라 신경 변조의 효율과 방향이 달라질 수 있음이 알려져 있어, 적절한 초음파 자극의 종류를 확립하는 연구가 중요하다. 따라서, 본 논문에서는 이를 효과적으로 최적화 하기 위해 세포 배양시 사용되는 커버슬립 기반의 초음파 변환자를 제안하고자 한다. 균일한 초음파 자극을 전도하기 위해서 폴리머 압전소자(Poly-vinylidene fluoride-trifluorethylene, PVDF-TrFE)를 스핀 코팅하고 패를린 절연층을 상단에 적층시켜 음압 출력을 극대화 시켰다. 개발된 초음파 변환자 융합 커버슬립은 초음파자극기 표면에 배양된 수십개의 신경세포에 균일하고 정확한 초음파 자극을 전달 할 수 있고, 자극에 따른 세포의 반응을 형광 현미경으로 실시간 관찰 가능하다. 따라서, 동일한 초음파 자극에 대한 세포의 반응 신호를 최대 수십개 세포로부터 동시에 획득 가능하므로, 반응 신호를 평균 한다면 낮은 강도의 초음파 자극에 따른 뇌 세포의 미세한 반응을 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 초음파 변환자와 물의 표면 등에서 발생하는 정현파에 의한 자극의 왜곡 현상을 줄일 수 있어서 사용자가 원하는 초음파 자극을 정확하게 세포로 전달 가능하다. 이렇게 개발된 초음파 변환자를 통해 변환자 표면에 배양된 별세포에서 6 MHz, 0.2 MPa의 저강도 초음파 자극에 의해 유도된 칼슘 반응을 성공적으로 관찰할 수 있었다.

진공증착법을 이용한 PVDF박막의 제작과 유전 특성에 관한 연구 (A study on the manufacture and dielectric of the polyvinylidene fluoride thin films through vapor deposition method)

  • 박수홍;임응춘;조기선;이덕출
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1995년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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    • pp.420-422
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    • 1995
  • PVDF (polyvinylidene fluoride) has at least from known crystalline structure ( ; they are referred to as the $\alpha$, $\beta$, $\gamma$ and $\alpha_p$ phase or forms II, I, III and $IV_p$). In this study, the manufactured PVDF thin films through vapor deposition method had for II ( ; the substrate temperature at 30$^{\circ}C$). The dielectric behavior of poly(vinylidene fluoride) is affected by orientation and crystal modification. The very high value of the dielectric constant for high temperature conditioned film is believed to be due to the orientation effect. The loss peak caused by molecular motion of the molecules in crystalline regions.

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Polyvinylidene fluoride의 $^{60}Co$감마선 조사에 의한 구조 변화 (Structural Changes of Polyvinylidene fluoride with $^{60}Co$ $\gamma-ray$ Irradiation)

  • 이청;김기엽;류부형
    • 한국안전학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.26-31
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    • 2004
  • The radiation-induced changes taking place in poly(vinylidene fluoride) (PVDF) exposed to $^{60}Co$ $\gamma-ray$ irradiation were investigated in correlation with the applied doses. Samples were irradiated in air at room temperature by $^{60}Co$ $\gamma-ray$ to doses in the range of 200 to 1000kGy. Various properties of the irradiated PVDF were studied using FTIR, differential scanning calorimetry (DSC), gel fraction and elongation. $^{60}Co\gamma-ray$ irradiation was found to induce changes in chemical, thermal, mechanical and structural properties of PVDF and such changes vary depending on the radiation dose.

폴리비닐리덴 풀루오라이드로부터 제조된 다공성 탄소나노섬유 (Poly(vinylidene fluoride)-based Porous Carbon Nanofibers)

  • 정혜진;조성무;김동영;진병두;이도원
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.334-342
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    • 2005
  • 200-300 nm 직경을 지닌 폴리비닐리덴 플루오라이드 초극세 섬유를 전기방사법으로 제조하였다. 이들을 불응화시킨 후, $800-1800^{\circ}C$ 온도에서 탄화시켜 PVdF 계 탄소나노 섬유를 제조하여 구조 및 기공분석을 하였다. 이들은 20-30 nm 크기의 탄소입자로 이루어져 있으며 탄소나노입자는 1 nm이하의 슬릿형 나노기공을 지니고 있었다. 탄화온도가 증가함에 따라 비표면적은 $1500^{\circ}C$에서 $414\;m^2/g$로 감소하였으나, $1800^{\circ}C$에서는 $1300\;m^2/g$로 급격히 다시 증가하였으며 1 nm 이하의 나노기공만을 지닌 탄소섬유가 얻어졌다. 비표면적 및 기공특성과 수소저장특성을 관계를 조사하기 위하여 Magnetic Syspension Balance(MSB)를 사용한 중량법으로 평가한 이들의 수소저장능은 0.04-0.4wt%이었다.

비닐리덴 플루오라이드와 헥사플루오르프로필렌 공중합체의 합성 (Synthesis of Poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene))

  • 이상구;하종욱;박인준;이수복;이종대
    • 폴리머
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    • 제37권1호
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    • pp.74-79
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    • 2013
  • Polyvinylidene fluoride(PVDF)와 다양한 조성을 갖는 P(VDF-co-HFP)를 개시제 diisopropyl peroxidicarbonate(DIPPDC)와 용매 R-113을 사용하는 용액중합방법을 통해 성공적으로 합성하였다. 공중합의 VDF와 hexafluoropropylene(HFP)의 반응성 비는 $r_{VDF}=2.06{\pm}0.03$$r_{HFP}{\approx}0$으로 확인되었다. 이결과는 HFP의 자가 사슬성장이 거의 일어나지 않는다는 것을 의미한다. 고분자의 중량평균 분자량 및 분포도는 HFP 함량이 증가할수록 점차적으로 감소하는 경향성을 보였다. 고분자의 녹는점은 HFP 함량이 증가할수록 결정화를 방해하기 때문에 선형적으로 낮아지는 경향성을 나타내었다. 더욱이 높은 HFP 함량에서는 녹는점이 발견되지 않았다. 고분자의 유리전이 온도의 경우, HFP 함량이 증가할수록 고분자사슬의 유동성을 감소시켜 점차적으로 상승하였다.

PVDF와 카르보닐기 함유 고분자 블렌드의 전장하에서의 상거동 (Phase Separation Behavior of the Blends of PVDF and Carbonyl-containing Polymers in the Presence of an External Electric Field)

  • 김갑진;이종순;최은화
    • 한국섬유공학회:학술대회논문집
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    • 한국섬유공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.317-318
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    • 2003
  • 전기활성고분자인 poly(vinylidene fluoride)(이하 PVDF로 약기)와 전기비활성 고분자와의 혼화성블렌드에서 외부전장이 이 블렌드의 상분리거동에 미치는 영향을 조사하기에 적합한 전기비활성고분자를 찾은 결과 측쇄에 C=O기를 갖는 poly(ethyl methacrylate)(이하 PEMA)와 주쇄에 C=O기를 갖는 poly(1,4-butylene adipate)(이하 PBA로 약기)가 좋은 후보 고분자로 사용가능함을 보였다. 측쇄에 C=O기를 갖는 고분자인 PMMA와 PVDF와의 블렌드에서 PVDF의 융점보다 상당히 높은 온도인 35$0^{\circ}C$ 이상의 온도에서 lower critical solution temperature (이하 LCST로 약기) 거동을 보이는 것으로 알려져 있기 때문에 [1] 실제로 이들 블렌드계에서 열분해를 배제하면서 LSCT거동을 실험적으로 관찰하기는 불가능하다. (중략)

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A cross-linking poly(urethane acrylate) binder for Si negative electrode in Li-ion batteries (LIBs)

  • Jang, Suk-Yong
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.718-723
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    • 2015
  • For the fabrication of the Si negative electrode in Li-ion batteries (LIBs) containing the cross-linking polymer binder, in this work, the urethane acrylate (UA) oligomer was synthesized via a simple synthetic process. The cross-linked poly(urethane acrylate) (CPUA)/carbone black (CB)/Si composite (CPUA/CB/Si composite) was fabricated through reactions between their reactive vinyl segments in the UA oligomer. Interestingly, the CPUA/CB/Si composite showed better cycle performance than the poly(vinylidene fluoride) (PVdF)/CB/Si composite (PVdF/CB/Si composite) and the polyurethane (PU)/CB/Si composite (PU/CB/Si composite). The CPUA/CB/Si composite had the best lithiation of about $2586mAh\;g^{-1}$. The UA oligomer showed a good compatibility with the electrode materials and current collector after and before a curing process.

Piezoelectric nanocomposite sensors assembled using zinc oxide nanoparticles and poly(vinylidene fluoride)

  • Dodds, John S.;Meyers, Frederick N.;Loh, Kenneth J.
    • Smart Structures and Systems
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    • 제12권1호
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    • pp.55-71
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    • 2013
  • Structural health monitoring (SHM) is vital for detecting the onset of damage and for preventing catastrophic failure of civil infrastructure systems. In particular, piezoelectric transducers have the ability to excite and actively interrogate structures (e.g., using surface waves) while measuring their response for sensing and damage detection. In fact, piezoelectric transducers such as lead zirconate titanate (PZT) and poly(vinylidene fluoride) (PVDF) have been used for various laboratory/field tests and possess significant advantages as compared to visual inspection and vibration-based methods, to name a few. However, PZTs are inherently brittle, and PVDF films do not possess high piezoelectricity, thereby limiting each of these devices to certain specific applications. The objective of this study is to design, characterize, and validate piezoelectric nanocomposites consisting of zinc oxide (ZnO) nanoparticles assembled in a PVDF copolymer matrix for sensing and SHM applications. These films provide greater mechanical flexibility as compared to PZTs, yet possess enhanced piezoelectricity as compared to pristine PVDF copolymers. This study started with spin coating dispersed ZnO- and PVDF-TrFE-based solutions to fabricate the piezoelectric nanocomposites. The concentration of ZnO nanoparticles was varied from 0 to 20 wt.% (in 5 % increments) to determine their influence on bulk film piezoelectricity. Second, their electric polarization responses were obtained for quantifying thin film remnant polarization, which is directly correlated to piezoelectricity. Based on these results, the films were poled (at 50 $MV-m^{-1}$) to permanently align their electrical domains and to enhance their bulk film piezoelectricity. Then, a series of hammer impact tests were conducted, and the voltage generated by poled ZnO-based thin films was compared to commercially poled PVDF copolymer thin films. The hammer impact tests showed comparable results between the prototype and commercial samples, and increasing ZnO content provided enhanced piezoelectric performance. Lastly, the films were further validated for sensing using different energy levels of hammer impact, different distances between the impact locations and the film electrodes, and cantilever free vibration testing for dynamic strain sensing.

고성능 리튬 이온전지를 위한 폴리머-세라믹 복합 겔 고분자 전해질 (Polymer-Ceramic Composite Gel Polymer Electrolyte for High-Electrochemical-Performance Lithium-Ion Batteries)

  • 장소현;김재광
    • 전기화학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.123-128
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    • 2016
  • 본 연구에서는 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (PVdF-HFP)를 나노 크기의 $Al_2O_3$ 세라믹입자와 혼합하여 전기방사법으로 복합 겔 고분자 전해질을 제조하였다. $Al_2O_3$ 세라믹입자를 혼합한 복합 겔 고분자 전해질의 이온전도도는 $9.5{\times}10^{-2}Scm^{-1}$로, 순수한 PVdF-HFP 겔 고분자 전해질보다 높은 이온전도도를 나타내며 전기화학적 안정성도 5.2 V까지 개선하였다. 전기화학적 성능을 분석하기 위해서 $LiNi_{1/3}Mn_{1/3}Co_{1/3}O_2$ (NMC)양극과 함께 전지로 제작되었으며 순수 겔 고분자 전해질과 복합 겔 고분자 전해질 셀은 0.1C-rate에서 각각 $168.2mAh\;g^{-1}$$189.6mAh\;g^{-1}$의 방전 용량을 가지며 우수한 수명 특성을 보여 주었다. 따라서 고유전율 세라믹 입자의 복합화는 리튬 이온 겔 고분자 전지의 안정성과 전기화학적 특성을 향상시키는 좋은 대안이 될 것으로 판단된다.