생몰정보
소속
직위
직업
활동분야
주기
서지
국회도서관 서비스 이용에 대한 안내를 해드립니다.
검색결과 (전체 1건)
원문 있는 자료 (1) 열기
원문 아이콘이 없는 경우 국회도서관 방문 시 책자로 이용 가능
목차보기더보기
표제지
목차
논문요약 9
제1장 서론 11
제2장 이론 15
2-1. 전기 활성 고분자(Ionic Electroactive Polymer, EAP) 15
2-2. 고분자 전해질 17
2-3. 전도성 고분자 19
2-3-1. 전도성 고분자란 19
2-3-2. 도핑(doping) 과 전도도 20
2-3-3. Polypyrrole(PPy) 23
2-4. 이온성 액체 27
2-4-1. 이온성 액체의 정의 27
2-4-2. 이온성 액체의 특성 28
제3장 실험 30
3-1. PPy 실린더형 구동기의 제조 30
3-1-1. 시약 및 재료 30
3-1-2. PPy 실린더 구동기 제조 31
3-1-3. 기기 및 특성 분석 33
3-2. P(VdF-TrFE-CTFE) terpolymer을 이용한 구동기 제조 35
3-2-1. 시약 및 재료 35
3-2-2. P(VdF-TrFE-CTFE) terpolymer 고체 고분자 전해질 및 구동기 제조 35
3-2-3. 기기 및 특성분석 37
제4장 결과 및 고찰 39
4-1. PPy 실린더형 구동기의 특성 분석 39
4-1-1. PPy 중합 특성 분석 39
4-1-2. 구동 변위 특성 39
4-1-3. PPy 나노로드 42
4-1-4. 음이온 크기에 따른 변위 분석 43
4-2. P(VdF-TrFE-CTFE) terpolymer을 이용한 구동기의 47
4-2-1. P(VdF-TrFE-CTFE) terpolymer의 SPE 특성 47
4-2-2. PPy/P(VdF-TrFE-CTFE) terpolymer/BMITFSI의 구동기 특성 51
제5장 결론 55
5-1. 나노로드 형태의 실린더형 구동기 55
5-2. PPy/P(VdF-TrFE-CTFE) terpolymer 구동기 56
참고문헌 57
Abstract 63
Table 1. Conductivity of intrinsically conducting polymer 22
Table 2. Physical properties of various ionic liquids 29
Table 3. The electrochemical strain and volume change as the function of ionic volume of PPy doped with ClO4-in various electrolyte. 44
Table 4. The exothermic heats (Δ) of original terpolymer and crosslinked terpolymer 48
Figure 1. Volume change of conducting polymer according to redox. system 16
Figure 2. Comparison of electrical conductivity conducting polymer to other materials 20
Figure 3. Structures of typical conducting polymer 24
Figure 4. Polymerization mechanism of pyrrole: a)Oxidation o fmonomer b) Radical coupling c) Chain propagation d) Termination 25
Figure 5. Possible chemical structures in PPy chains 25
Figure 6. A type of ionic liquid 28
Figure 7. Procedure for fabrication of PPy/Au nanorod electrode using an AAO template 31
Figure 8. Schematic linear actuation of PPy nanorod 34
Figure 9. Structure of PPy/terpolymer/BMIFTSI. actuator : cross-section 38
Figure 10. Change of charge of PPy as function of polymerization time 40
Figure 11. Current-time response to applied potential (1.5V) in the reduction state (a)oroxidationstate (b) of the PPy nanorod in DBSA/H2O. 41
Figure 12. SEM-images of PPy cylinder : (a) PPy/AAO/Au and (b) PPy/Au 42
Figure 13. Deformation as the function of ionic volume of PPy doped with ClO4- in various electrolyte 45
Figure 14. SEM-images of PPy cylinder actuator : (a) reduction state (applied potential-1.5V) (b) oxidationstate (applied potential +1.5V) 46
Figure 15. Dynamic thermo-mechamical spectroscopy : tanδ of original terpolymer and crosslinked terpolymer 49
Figure 16. Ionic conductivity and uptake of BMITFSI. in P(VdF-TrFE-CTFE) terpolymer film as a function of immersion time rosslinked 50
Figure 17. Cross-sectional SEM-image and EDX-analysis of the PPy/terpolymer/BMITFSI actuator 52
Figure 18. Cyclic voltammograms of the BMITFSI. swollen PPy-terpolymer actuator in between -5V and +5V at scan rate: 500mV/s 53
Figure 19. Bending displacements of the PPy/terpolymer/BMITFSI. actuators monitoried by laser displacement with the potential range of -5V to 5V at a scan rate of 500mV/ 54
초록보기 더보기
최근 전기활성 고분자 (Eletroactive polymer, EAP)는 비교적 신생의 연구 분야로서 전도성 고분자를 이용하여 생체근육과 유사한 큰 변위를 낼 수 있는 재료 고유의 특성으로 인하여 매우 관심이 고조되는 분야이다. 전도성 고분자를 전해질과 반응시키고 전압을 인가하면 전도성 고분자가 산화 상태가 되면 (+)전하를 띄고, 전해질 내의 (-)전하가 용매와 함께 전도성 고분자로 이동하여 전도성 고분자는 팽윤되는 현상에 의해 필름 형태의 전도성 고분자의 부피 팽창과 수축으로 인하여 구동한다. 이 전도성 고분자가 전압의 인가에 따라 산화, 환원이 반복되면 전도성 고분자는 부피 팽창과 수축이 따르고 이것이 EAP의 구동 원리가 된다.
이러한 전도성 고분자를 이용하여 EAP에 관한 많은 연구가 진행되어 왔는데, 대부분은 일직선형(linear) 또는 굽힘형(bending) 구동이 주류를 이루고 있다.
이에 본 연구에서는 전도성 고분자의 구동 특성을 이용하여 새로운 개념의 피스톤과 같이 움직이는 나노로드 형태의 polypyrrole(PPy)로 실린더형 구동기를 제작하였다. 다공성의 template를 이용하여 PPy를 나노로드 형태로 제작하고 template 내에서 PPy의 산화 환원 반응을 반복하여 수직으로의 구동을 관찰하였다. 다양한 종류의 전해액으로 PPy 실린더형 구동기의 구동 특성을 연구한 결과 음이온의 크기가 가장 큰 BMITFSI를 전해질로 사용한 PPy의 부피변화가 43.1%인 가장 큰 strain을 갖는 것을 보였다.
고체 고분자 전해질(Solid Polymer Electrolyte, SPE)이 전기 화학적 디바이스로서 소개된 이래로 기계적, 화학적 안정성을 갖추고 이온전도도를 향상시키기 위한 다양한 시도가 있었으며, 고체 전해질용 소재에 대하여 수많은 연구가 진행되었다. SPE로 사용하는 고분자로는 poly(acrylonitrile) (PAN), poly(vinylchloride) (PVC), poly(methylmetaacrylate) (PMMA), poly(ethyleneoxide) (PEO), poly(vinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene) (PVdF-HFP) 등이 있다. 그러나 이러한 형태의 SPE는 열과 시간에 따라서는 분해가 일어나므로, 장기간 사용 시 전해질과 전극 층의 접촉 불량에 인한 층 분리 등의 문제를 야기해 개선책을 마련하기 위한 기초적인 연구가 필요한 것으로 보고되었다. PVDF-HFP은 polymer matrix에 많은 양의 전해질을 함유할 수 있는 장점이 있지만, 낮은 응답속도를 보인다. P(VdF)에 F 또는 Cl기가 copolymer 또는 terpolymer 형태로 함유된 Poly(vinylidene fluoride-trifluoro ethylene-chloro ethylene) [P(VDF-TrFE-CTFE)] terpolymer는 높은 유전율과 내열성, 내화학성 및 높은 응답속도를 갖고 있는 것으로 알려졌다.
본 논문에서는 polymer matrix로 P(VdF-TrFE-CTFE)terpolymer을 사용하여 SPE를 제조하고 이를 이용하여 EAP를 제작한다. P(VDF-TrFE-CTFE) terpolymer와 이온성 액체를 이용하여 필름 형태로 SPE를 제조하였다. 이 terpolymer에 열적 물리적 성질을 강화하고자 아민계 가교제로 가교한 terpolymer film을 제조하였다. 이 SPE 필름의 양면에 전도성 고분자인 폴리피롤(PPy)층을 형성함으로서 새로운 형태의 one-piece 구동기를 제작하였다. 구동기의 단면을 SEM과 EDX로 분석하여 이 구동기의 양쪽에 PPy층이 잘 형성된 것을 확인하였으며 CV를 통해 PPy에 산화 환원 반응을 유도하였다. 제작한 구동기를 다양한 종류의 이온성 액체를 액체 전해액으로 사용하여 이온성 액체에 따르는 구동 특성을 연구하였고, 음이온 크기가 가장 큰 BMITFSI를 액체 전해액으로 사용한 PPy/terpolymer의 변위가 최대 10 mm로 고체 구동기로서의 응용성을 보여 주었다.
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
도서위치안내: / 서가번호:
우편복사 목록담기를 완료하였습니다.
* 표시는 필수사항 입니다.
* 주의: 국회도서관 이용자 모두에게 공유서재로 서비스 됩니다.
저장 되었습니다.
로그인을 하시려면 아이디와 비밀번호를 입력해주세요. 모바일 간편 열람증으로 입실한 경우 회원가입을 해야합니다.
공용 PC이므로 한번 더 로그인 해 주시기 바랍니다.
아이디 또는 비밀번호를 확인해주세요