이차원 소재 물질들은 다양한 분야에서 매우 중요한 역할을 하고 있다. 최근 전자산업의 부상과 함께 높은 강도와 우수한 전기적 특성을 갖는 이차원 소재물질의 지속적인 연구가 진행되고 있으며 차세대 핵심 소재로 자리 잡고 있다. 이차원 소재 물질들은 두께가 매우 얇은 박막이기 때문에 차세대 전자소자가 갖추어야 할 유연성을 가지면서 동시에 철강과 비견되는 높은 강도와 우수한 전기적 특성을 가지고 있다. 이러한 이차원 소재를 전자기기 부품으로 활용하기 위해서는 고분자 첨가가 필요한데, 이는 소재의 물성을 개선하고 안정성을 향상시키기 위함이다. 따라서 이차원 입자-고분자 복합체의 특성을 알기 위해서는 유변물성 분석 연구가 매우 중요하며, 이를 통해 복합체의 미세 구조를 예측할 수 있고 조성에 따른 물성 변화를 연구할 수 있다.
본 연구에서는 두가지 이차원 물질을 다룬다. 파트 1 에서는 맥신에 PEG, PEI 그리고 PAA 고분자를 첨가하여 맥신-고분자 잉크의 유변물성을 측정했다. 또한 OM 과 DLS 추가실험들을 통해 맥신과 고분자 사이에 물리적 흡착, 반데르발스 인력, 수소결합이 존재하고 있음을 해석하며, 고분자에 따른 미세구조를 예측했다. 파트 2 에서는 이차원 판상형 구조의 인조흑연과 구형의 천연흑연을 첨가한 음극재 슬러리의 유변물성 차이를 비교했다. 이때 첨가된 흑연의 부피분율과 모양에 따라 특징적인 미세구조가 존재함을 예측했다. 먼저 낮은 부피분율에서는 인조흑연 입자들의 edge to edge, edge to face 결합이 우세해짐으로서 응집된 입자들의 유효 부피가 커져 G' 이 우세해짐을 확인했다. 반면 높은 부피분율에서는 인조흑연 입자들이 face to face 결합을 통해 서로 패킹된 상태의 구조를 유지하고 있으며 응집된 입자들의유효 부피가 천연흑연보다 낮아져 G' 이 감소하는 경향성을 확인할 수 있었다. 이러한 유변물성값과 추가실험 결과들을 통해 해석한 본 연구 결과는 3D 프린팅, 코팅 잉크, 그리고 배터리 슬러리와 같이 공정에서 요구하는 최적의 조성을 설계하는데 도움이 될 것이며, 유변학적인 특성을 제어할 수 있는 지표가 될 수 있을 것이라 기대한다.