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전기활성 고분자 중의 하나인 이온성 폴리머-금속 복합체(ionic polymer-metal composites, IPMC) 작동기는

전압 인가 시 고분자전해질 내부에 존재하는 양이온과 물이 음극 방향으로 이동하면서 변위를 발생시킨다. 이러한 IPMC

의 전해질은 높은 보습력, 프로톤 전도도 및 기계적 강도를 지녀야 하며, 이를 위해 본 연구에서는 IPMC의 고분자전해

질인 나피온 층에 α-, γ-알루미나를 4∼8 wt%의 함량으로 도입하여 나피온-알루미나 복합막을 제조하고 그 특성을

확인하였다. 알루미나의 함량이 증가함에 따라, 나피온 복합막의 프로톤 전도도는 조금씩 감소하는 경향을 보였으며, α-

알루미나에 비해 γ-알루미나를 첨가하였을 때 전도도 감소가 더욱 컸다. 나피온-알루미나 복합막의 기계적 모듈러스는

37.16 MPa인 순수 나피온 막에 비해 모든 함량에서 7∼13 MPa 높았다. 또한 준비된 나피온-알루미나 복합막을 이용

하여 IPMC를 제작하였고 직류 3 V의 인가전압 하에서 작동성능을 평가하였다. 나피온-알루미나-IPMC, 특히 8 wt%

의 α-알루미나가 첨가된 IPMC는 기존 나피온-IPMC에 비해 작동변위는 2.7배 향상되었고 작동력 또한 크게 향상되

었다. α-알루미나의 첨가에 따른 작동성능의 향상은 γ-알루미나가 첨가된 복합막에 비해 상대적으로 높은 α-알루미나

복합막의 양성자 전도도 그리고 잘 분산된 알루미나 입자 표면에 존재하는 다량의 수분에 의한 이온/물 이동의 용이성,

또한 순수 나피온 막에 비해 전해질 막과 백금전극 사이의 낮은 전기적 저항 때문인 것으로 결론지었다.

Ionic polymer-metal composite (IPMC) actuator generates bending actuation via ion/water

flux to the cathode side under an electric field. Polyelectrolytes in IPMC should possess high waterretention

capability, proton conductivity, and Young’s modulus. In this study, for endowing IPMCs with

these properties, Nafion-alumina composite membranes containing α- or γ-aluminas of 4~8 wt% were

prepared. Mechanical moduli of Nafion-alumina composite membranes were 7~13 MPa higher than that

of Nafion, with the slight decrease in proton conductivity. At DC 3 V, the actuation performance of the

Nafion-α-alumina (8 wt%)-IPMC was superior to that of the typical Nafion-IPMC, exhibiting 2.7

times the displacement with an enhanced blocking force. The enhanced actuation performance with the

Nafion-α-alumina composite membranes was attributed to the higher proton conductivity, the elevated

ion/water flux, and the lower interfacial electric resistance of platinum electrodes and membrane,

compared with those containing γ-alumina.

권호기사

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기사명 저자명 페이지 원문 목차
고분자 소재의 스크래치 거동의 정량적 평가 백기완 ;이성구 ;이재흥 ;최길영 ;원종일 pp.273-283

상압 플라즈마 표면처리와 형태학적 조절에 의한 에폭시/폴리아미드/MPD 반응성 블렌드의 접착력 향상 송현우 ;강학수 ;김원호 ;스테판 말지 ;김병민 ;최영선 pp.284-289

이미다졸(2E4MZ-CN) 촉매 첨가에 의한 에폭시/폴리아미드/MPD 반응성 블렌드의 경화 반응, 형태학적 특징 및 접착력 향상 연구 송현우 ;강학수 ;김원호 ;스테판 말지 ;김병민 ;최영선 pp.290-296

폴리[1-4-(4'-시아노페닐아조)펜옥시알킬옥시에틸렌]들의 열방성 액정 거동 정승용 ;이재윤 ;마영대 pp.297-306

천연 항균물질 함유 나노섬유의 제조 및 특성분석 김영진 ;김상남 ;권오경 ;박미란 ;강인규 ;이세근 pp.307-312

투명한 공중합체 폴리이미드 필름의 합성 및 특성 연구 ,2 박종수 ;장진해 pp.313-318

편광필름용 아크릴 점착제의 합성에서 커플링제와 가교제의 효과 임창혁 ;류 훈 ;조을룡 pp.319-325

새로운 N-Methacryloyl-N'-ethyl-N'-propyl Piperazinium Bromide 단량체를 사용한 습도센서 및 그들의 특성 조사 이인호 ;박찬교 ;공명선 pp.326-332

폴리프로필렌/기능화된 다중벽 탄소나노튜브 나노복합체 필름의 특성 연구 고정호 ;김정철 ;장진해 pp.333-341

Physical properties and durability of polymer modified mortar using styrene and butyl acrylate latexes Won Gil Hyung pp.342-346

전기영동 디스플레이용 대전 복합입자의 제조 라해진 ;백정주 ;김지숙 ;김성수 pp.347-352

단백질 캡슐화를 위한 동축 이중 노즐을 사용한 전기분무건조법 호환기 ;박세현 ;박철호 ;이종휘 pp.353-357

반응 압출을 통한 PP-g-MA 제조 및 특성평가 강동진 ;이성효 ;Kaushik Pal ;박찬영 ;장진수 ;방대석 ;김진국 pp.358-363

Siloxane을 포함한 ETSO-DDM/BPH계 에폭시 시스템의 경화동력학 및 기계적 특성 분석 김효미 ;김종민 ;한중근 ;김주헌 pp.364-370

유연 기판 소재로 응용을 위한 폴리(에틸렌/프로필렌 나프탈레이트)의 치수안정성 연구 김재현 ;허혜영 ;정태형 ;한준희 ;강호종 pp.371-376

나피온-알루미나 복합막을 사용한 이온성 폴리머-금속 복합체 작동기의 제작 및 성능 평가 이장우 ;김우성 ;유영태 pp.377-383

The rheological properties of poly(acrylonitrile)/cellulose acetate blend solutions in N,N-dimethyl formamide Seung Han Park ;In Kyu Song ;Byoung Chul Kim pp.384-388

소수성 항진균제 전달체로 응용하기 위한 데옥시콜릭산이 결합된 저분자량 수용성 키토산 나노입자의 제조와 특성 최창용 ;정 현 ;남정표 ;박윤경 ;장미경 ;나재운 pp.389-395

참고문헌 (25건) : 자료제공( 네이버학술정보 )

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번호 참고문헌 국회도서관 소장유무
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18 Z. Jiang, X. Zheng, H. Wu, and F. Pan, J. Power Sources, 185, 85 (2008). 미소장
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