• 센서학회지
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• 제22권6호
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• pp.400-403
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• 2013

The piezoelectric composite film of ferroelectric PZT ceramic ($PbZr_xTi_{1-x}O_3$) and polymer (PDMS, Polydimethylsiloxane) was prepared to improve the flexibility of piezoelectric material. The bar coating method was applied to fabricate flexible nanocomposite film with large surface area by low cost process. In the case of using metal electrode on the composite film, although there is no problem by bending process, the electrode is usually broken away from the film by stretching process. However, the well-attached, flexible CNT electrode on PZT/PDMS film improved flexibility, especially stretchability. PZT particles was usually settled down into polymer matrix due to gravity of the weighty particle, so to improve the dispersion of PZT powder in polymer matrix, small amount of additives (CNT powder, Carbon nanotube powder) was physically mixed with the matrix. By stretching the film, an output voltage of PZT(70 wt%)/PDMS with CNT (0.5 wt%) was measured.

• 한국기계가공학회지
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• 제7권4호
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• pp.24-30
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• 2008

The laminate IPMC actuator have been developed with a commercial Nafion film and platinum electrodes. Equivalent beam and equivalent bimorph beam models for IPMC(Ionic Polymer-Metal Composite) actuators are described. By using a beam equation with estimated physical properities and actuation displacements of a cantilevered IPMC actuator are estimated. And Finite element analysis(FEA) was done by ANSYS.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제14권1호
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• pp.85-95
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• 2023

In recent years, solid-state Li metal batteries (SSLBs) have attracted significant attention as the next-generation batteries with high energy and power densities. However, uncontrolled dendrite growth and the resulting pulverization of Li during repeated plating/stripping processes must be addressed for practical applications. Herein, we report a plastic-crystal-based polymer/ceramic composite solid electrolyte (PCCE) to resolve these issues. To fabricate the one-side ceramic-incorporated PCCE (CI-PCCE) film, a mixed precursor solution comprising plastic-crystal-based polymer (succinonitrile, SN) with garnet-structured ceramic (Li₇La₃Zr₂O₁₂, LLZO) particles was infused into a thin cellulose membrane, which was used as a mechanical framework, and subsequently solidified by using UV-irradiation. The CI-PCCE exhibited good flexibility and a high room-temperature ionic conductivity of over 10^-3 S cm^-1. The Li symmetric cell assembled with CI-PCCE provided enhanced durability against Li dendrite penetration through the solid electrolyte (SE) layer than those with LLZO-free PCCEs and exhibited long-term cycling stability (over 200 h) for Li plating/stripping. The enhanced Li⁺ transference number and lower interfacial resistance of CI-PCCE indicate that the ceramic-polymer composite layer in contact with the Li anode enabled the uniform distribution of Li⁺ flux at the interface between the Li metal and CI-PCCE, thereby promoting uniform Li plating/stripping. Consequently, the Li//LiFePO₄ (LFP) full cell constructed with CI-PCCE demonstrated superior rate capability (~120 mAh g^-1 at 2 C) and stable cycle performance (80% after 100 cycles) than those with ceramic-free PCCE.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제6권3호
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• pp.81-87
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• 2015

This study introduces a facile strategy to prepare metal oxide/conducting polymer nanocomposites that may have promising applications in energy storage devices. Ploy aniline/nano wire manganese dioxide (PANI/NwMnO₂) was synthesized by cyclic voltammetry on glassy carbon electrode. Morphology and structure of the composite, pure PANI, MnO₂ nanowires were fully characterized using XRD and SEM analysis. Electrochemical studies shows excellent synergistic effect between PANI and MnO₂ nanowires which results in its capacitance increase and cycle stability against PANI electrode. Specific capacitances of PANI/NwMnO₂ and PANI were 456 and 190 F/g respectively. The electrochemical performance of electrodes studied using cyclic voltammetry, Galvanostatic charge/discharge and impedance spectroscopy.

• 폴리머
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• 제24권2호
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• pp.268-275
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• 2000

고전기장을 이용하여 제조한 도전성 탄소섬유/폴리에틸렌 복합필름에 있어서 고분자 점착하층의 두께가 제조된 필름의 체적비저항과 인장강도에 미치는 효과에 대하여 연구하였다. 탄소섬유(CF) 함량과 CF 층밀도에 따라 제조된 필름의 체적비저항과 인장강도의 점착하층에 대한 의존성의 양상은 복잡하게 나타났다. 이는 점착하층의 증가에 따라서 필름 하층면에 중심부나 위쪽에 비하여 CF 농도가 낮은 절연성 고분자층의 두에가 증가하고 필름 상층면 근처에서는 CF의 함침에 필요한 고분자 매트릭스의 양이 적어져 매트릭스 함침이 불충분하여 기공이 포함된 구조를 형성시키는 효과와 증가된 매트릭스의 유동성을 바탕으로 CF 분산성이 향상되고 동시에 보다 치밀한 구조가 형성되는 두 가지 상반되는 효과의 상대적 기여 정도의 차이를 통하여 설명할 수 있었다. 이들 결과는 전자파 차폐용 고도전성 고분자 차폐필름의 제조에 있어서 전기적 성질과 기계적 성질의 최적화하는데 중요하다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.386.1-386.1
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• 2014

The ionic polymer-metal composite (IPMC), a type of electro-active polymer material, has received enormous interest in various fields such as robotics, medical sensors, artificial muscles because it has many advantages of flexibility, light weight, high displacement, and low voltage activation, compare to traditional mechanical actuators. Mostly noble metal materials such as gold or platinum were used to form the electrode of an IPMC by using electroless plating process. Furthermore, carbon-based materials, which are carbon nanotube (CNT) and reduced graphene-CNT composite, were used to alter the electrode of IPMC. To form the electrode of IPMC, we employ the synthesized graphene on copper foil by chemical vapor deposition method and use the transfer process by using a support of PET/silicone film. The properties of graphene were evaluated by Raman spectroscopy, UV/Vis spectroscopy, and 4-point probe. The structure and surface of IPMC were analyzed via field emission scanning electron microscope. The fabricated IPMC performance such as displacement and operating frequency was measured in underwater.

• 한국재료학회지
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• 제20권11호
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• pp.611-616
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• 2010

A cobalt oxide - tin oxide nanocomposite based gas sensor on an $SiO_2$ substrate was fabricated. Granular thin film of tin oxide was formed by a rheotaxial growth and thermal oxidation method using dc magnetron sputtering of Sn. Nano particles of cobalt oxide were spin-coated on the tin oxide. The cobalt oxide nanoparticles were synthesized by polymer-assisted deposition method, which is a simple cost-effective versatile synthesis method for various metal oxides. The thickness of the film can be controlled over a wide range of thicknesses. The composite structures thus formed were characterized in terms of morphology and gas sensing properties for reduction gas of $H_2$. The composites showed a highest response of 240% at $250^{\circ}C$ upon exposure to 4% $H_2$. This response is higher than those observed in pure $SnO_2$ (90%) and $Co_3O_4$ (70%) thin films. The improved response with the composite structure may be related to the additional formation of electrically active defects at the interfaces. The composite sensor shows a very fast response and good reproducibility.

• 폴리머
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• 제38권4호
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• pp.525-529
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• 2014

반도체 특성을 가지는 금속산화물이 포함된 poly(3,4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT)-$TiO_2$ 하이브리드 전도성 박막을 동시-기상중합법을 이용하여 성공적으로 제조하였다. PEDOT-$TiO_2$ 박막은 PEDOT 박막에 비하여 내스크래치성, 연필경도와 같은 기계적 물성과 전기/광학적 특성을 향상시킬 수 있었다. 동시-기상중합으로 제조된 하이브리드 박막은 FTS 산화제에 의한 졸-젤 반응으로 물리화학적으로 안정한 가교구조의 $TiO_2$ 층이 균일하게 형성되어 PEDOT 박막자체의 전기/광학적 손실을 수반하지 않고 기계적 물성을 높일 수 있었다. 동시-기상중합을 통하여 제조된 하이브리드 박막은 PEDOT 박막에 비하여 평탄한 표면구조를 가졌으며, 이로 인하여 상대적으로 높은 전기전도도를 가진다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.24-28
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• 2006

본 논문은 마이크로 전극 측정 시스템을 사용하여 차세대 신동력 산업인 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 및 수소연료전지(PEMFC) 차량용 니켈 수소전지의 전극소재로 사용되고 있는 수소저장합금(Mm : misch metal, $MmNi_{3.55}Co_{0.75}Mn_{0.4}Al_{0.3}$)의 단일 입자에 대해 전기화학적 수소 흡방출 특성 평가를 수행 하였다. 즉 Carbon fiber 마이크로 전극을 합금 입자 한개 위에 전기적인 접촉을 이루도록 조정하고, Cyclic Voltammetry 및 Galvanostatic 충방전 실험을 수행하였다. 그 결과 단일 입자의 방전용량은 약 280[mAh/g]로 이론용량의 약 90[%]의 특성을 보여 주었다. 데이터는. 실제 Ni-MH전지를 구성하는 합금입자 그리고 폴리머 바인더로 구성된 Composite film 전극과 비교 하였다. 추가적으로 합금의 단일 입자에 있어 in situ 미분화 현상을 관찰하였다. 마이크로 전극 측정 시스템에 의한 단일 입자의 전기화학적 평가는 기존의 Composite Film 전극에 비해 수소저장합금에 대해 보다 상세하고 정확한 정보를 쉽게 얻을 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.531-533
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• 2013

본 논문에서 연구하고자 하는 IPMC(Ionic exchange Polymer Metal Composite)는 술폰산 이온기와 플루오르화 탄소의 결합으로 이루어진 Nafion 필름을 사용한 소재로 전기 활성 고분자(Electro Active Polymer) 특성과 물의 유무 및 양이온에 크게 영향을 받는 특성을 지닌다. 즉, 전기 에너지를 기계적 에너지로 활용 하거나, 기계 에너지를 전기 에너지로 활용 할 수 있으며, 물과 물속의 양이온에 따라 그 특성도 크게 달라진다. 이러한 IPMC의 전기적 특성을 연구하기 위하여 모의실험 장치를 구성하였다. 이 모의 실험 장치에는 MCU 와 Stepper Motor를 사용 하여 해류의 기계적 움직임을 구현 하도록 하여 움직임에 따른 전기적 특성 분석을 하도록 설계 하였다. 본 연구에서는 IPMC와 모의실험 장치를 구성 하여 해류 에너지의 효율 적인 사용을 위하여 IPMC의 면적, 주파수, 염분의 농도, Bending 각도에 따른 전기적 분석 연구 방법을 통해 IPMC의 효율적인 사용 방법을 제안하고자 한다.