유연한 전기변색 소자(electrochromic device, ECD)는 스마트 윈도우 등 다양한 분야에서 응용이 기대되는 유망한 기술이다. 고분자 전해질은 유연한 ECD의 탈-변색 성능 및 물리적 안정성을 결정하는 중요한 구성요소이다. 본 연구에서는 효과적인 유연한 ECD 제조 및 내구성 향상을 위해 치수안정성이 우수한 세공충진 고분자 전해질 멤브레인(PFPEM)을 개발 하였다. 저렴하며 물리적 및 화학적 안정성이 우수한 폴리에틸렌 재질의 다공성 지지체의 세공에 접착력이 우수한 polyvinyl acetate와 이온전도도를 향상시킬 수 있는 polyethylene glycol을 사용하여 제조한 고분자 전해질을 충진하였다. 제조된 PFPEM의 최적 리튬 염(LiTFSI) 함량은 약 27 wt%에서 결정되었으며 우수한 치수안정성와 접착 강도 그리고 종래의 고분자 전해질에 근접하는 이온전도 특성을 가지고 있음을 확인하였다. 다공성 지지체의 사용으로 가시광 투과율이 저하되었으나 변색 상태에서는 오히려 장점으로 작용할 것으로 전망되었다.

변색기의 수준별 야간 고온이 포도 ‘거봉’의 과피색 발현에 미치는 영향을 분석하기 위해 시기별 과피색 변화, 과피 내 안토시아닌 및 식물호르몬 ABA와 GA 함량을 분석하였다. 변색기 20일 동안의 야간 24, 27°C 처리에 의해 ‘거봉’ 포도의 과피색 불량이 나타났으며, 야간 온도가 높을수록 과피색 발현이 더욱 억제되었다. 수확기 과실 품질을 분석한 결과, 야간 21°C 처리구에 비해 24, 27°C 처리구의 과방중, 과립중, 당도가 감소하였다. 야간 21°C 처리구의 과피에서 만개 후 50일부 터 안토시아닌이 축적되기 시작했고, 개별 안토시아닌 중 Mal 과 함께 총 안토시아닌 함량이 수확기까지 지속적으로 증가하였다. 야간 21°C 처리구를 기준으로 과피의 총 안토시아닌이 야간 24, 27°C 처리에 의해 감소하였으며, 개별 안토시아닌 중에서는 Peo를 제외한 나머지 안토시아닌의 감소 경향이 뚜렷하였다. 식물호르몬 ABA는 야간 21°C 처리구의 과피에서 변색기에 최대값을 보이고 다시 수확기까지 감소하였는데, 이러한 ABA 함량의 증가는 야간 24, 27°C 처리에 의해 감소 하는 경향이었다. GA는 변색기 과피에서 급격하게 감소하여 수확기까지 낮은 함량으로 유지되었는데, 야간 기온이 낮을수록 빠르게 감소하였다. 야간 21°C 처리구 과피에서 ABA/GA 값은 만개 후 60일에 최대값을 보이고 다시 수확기까지 감소하였지만, 이 증가 양상이 야간 고온에 의해 감소하며 과피 안토시아닌 축적과 동일한 경향을 보이며 변화하였다. 따라서 변색기 야간의 24°C 이상의 고온은 ‘거봉’ 포도의 과피색 발현을 억제하며, 이는 식물호르몬 ABA, GA의 비율 변화, 과실 당도 감소로 인한 총 안토시아닌 함량 및 조성 변화 때문으로 판단되었다.

Electrochromic devices (ECDs) have been drawing great attention due to their high color contrast, low power consumption, and memory effect, and can be used in smart windows, automatic dimming mirrors, and information display devices. As with other electronic devices such as LEDs (light emitting diodes), solar cells, and transistors, the mechanical flexibility of ECDs is one of the most important issue for their potential applications. In this paper, we report on flexible ECDs (f-ECDs) fabricated using an all-in-one EC gel, which is a mixture of electrolyte and EC material. The f-ECDs are compared with rigid ECDs (r-ECDs) on ITO glass substrate in terms of color contrast, coloration efficiency, and switching speed. It is confirmed that the f-ECDs embedding all-in-one gel show strong blue absorption and have competitive EC performance. Repetitive bending tests show a degradation of electrochromic performance, which must be improved using an optimized device fabrication process.

본 연구에서는 플렉시블 전기변색 소자(ECD)에 적용하기 위한 고분자 전해질 멤브레인의 최적 설계 조건을 도출 하고자 하였다. 전해질 멤브레인의 제조를 위한 기저 고분자로 접착력 및 투명도가 우수한 polyvinyl butyral (PVB)을 선정하 였으며 가소제로는 adipate계 고분자를 사용하였다. 실험결과, ECD 성능에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 전해질 멤브레인의 이온 전도도 및 투과도임을 확인할 수 있었다. 또한 상기 인자는 리튬염의 해리 특성과 밀접한 관계를 갖고 있음을 알 수 있 었다. 종합적으로 다양한 리튬염 중 음이온의 크기가 큰 LiTFSI 염이 25 wt.% 정도의 함량으로 용해될 때 최적의 ECD 성능 을 확인할 수 있었다.

Recently, electrochromic devices (ECDs) have gathered increasing attention owing to their high color contrast and memory effect, which make them highly applicable to smart windows, auto-dimming mirrors, sensors, etc. Traditional ECDs have a sandwich structure that contains an electrochromic layer between two ITO substrates. These sandwich-type devices are usually fabricated through the lamination of two electrodes and followed by the injection of a liquid electrolyte in the inner space. However, this process is sometimes complex and time consuming. In this study, we fabricated ECDs with a lateral electrode structure that uses only an ITO substrate and an all-in-one electrochromic gel, which is a mixture of electrolyte and electrochromic material. Furthermore, we investigated the EC properties of the lateral-type device by comparing it with a sandwich-type device. The lateral-type ECD shows strong blue absorption as the applied voltage increases and has a competitive coloration efficiency compared to the sandwich-type device.

We analyzed the anthocyanin accumulation, abscisic acid (ABA), gibberellic acid (GA) contents and metabolic genes expression in berry skins under high temperature (High T) at veraison, in order to investigate the cause of bad coloration of 'Kyoho' grape due to High T in summer season. The coloration of ‘Kyoho’ grapes was stopped by High T for 10 days from veraison, and the fruit quality was not affected except skin color. Total anthocyanin of skins was decreased by High T treatment and malvidin and peonidin were decreased compared to control. In berry skins, ABA content did not decrease by High T treatment, but it was rather higher than that of control. GA content was increased about two times compared to the control after 10 days of High T treatment, which caused decreased ratio of ABA/GA. Analysis of expression of anthocyanin biosynthetic genes showed that the early biosynthetic genes were not affected by High T and the expression of UFGT was decreased by temperature treatment. ABA biosynthetic gene expressions were not affected by High T and the expression of GA20ox1 and GA2ox1/2, which are known to regulate the biosynthesis and inactivation of GA, were increased and decreased by High T, respectively. Therefore, the bad coloration of ‘Kyoho’ grapes under the High T at veraison was due to inhibition of anthocyanin biosynthesis of skin, and it was suggested that the anthocyanin biosynthesis was controlled by the ratio of ABA and GA rather than ABA content.

In the present study, vanadium oxide(V2O5) films for electrochromic(EC) application are fabricated using sol-gel spin coating method. In order to optimize the EC performance of the V2O5 films, we adjust the amounts of polyvinylpyrrolidone(PVP) added to the solution at 0, 5, 10, and 15 wt%. Due to the effect of added PVP on the V2O5 films, the obtained films show increases of film thickness and crystallinity. Compared to other samples, optimum weight percent(10 wt%) of PVP led to superior EC performance with transmittance modulation(45.43 %), responding speeds(6.0 s at colored state and 6.2 s at bleached state), and coloration efficiency(29.8 cm2/C). This performance improvement can be mainly attributed to the enhanced electrical conductivity and electrochemical activity due to the increased crystallinity and thickness of the V2O5 films. Therefore, V2O5 films fabricated with optimized amount of PVP can be a promising EC material for high-performance EC devices.

목적 : 온도가 변색렌즈의 성능에 미치는 영향이 있는지 확인하여 변색렌즈 공급자와 수요자를 위한 기초 자료를 제시하고자 한다. 방법 : 굴절률 1.56과 1.60의 변색렌즈 12종을 대상으로 하였다. 온도 조절 유지 장치를 이용하여 20ﾟC, 30ﾟC, 40ﾟC, 50ﾟC 온도에서 1분에서 5분간 자외선을 조사한 후 농도를 측정하였다. 농도 분석은 변색과정을 카메라를 이용하여 동영상으로 촬영한 후 포토샵 프로그램(Adobe Photoshop CS5)을 이용하여 중앙부분의 명도를 측정하였다. 결과 : 20ﾟC 환경에서 1분간 자외선을 조사한 결과 69%, 76%(2분), 78%(3분), 78%(4분), 79%(5분)로 나타났고, 50ﾟC에서 1분간 자외선을 조사한 결과 44%, 46%(2분), 46%(3분), 48%(4분), 50%(5분)로 나타났다. 1.56은 20ﾟC 환경에서 1분간 자외선을 조사한 결과 73%, 81%(2분), 84%(3분), 84%(4분), 85%(5분)로 나타나 온도 20ﾟC에서 가장 농도가 높게 나타났고, 온도 50ﾟC에서 41%(1분), 43%(2분), 43%(3분), 44%(44분), 47%(5분)로 나타났다. 1.60 은 20ﾟC에서 1분간 자외선을 조사한 결과 79%, 84%(2분), 85%(3분), 85%(4분), 85%(5분%)로 역시 온도 20ﾟC 에서 가장 높게 나타났고, 온도 50ﾟC에서 41%(1분), 41%(2분), 43%(3분), 43%(4분), 45%(5분)로 나타났다. 20ﾟC 환경에서 코팅방식으로 제조된 변색렌즈는 79%의 농도를 보였고, 모노머방식은 76%의 농도를 보였다. 30ﾟC에서 코팅방식은 74%, 모노머 방식은 72%, 40ﾟC에서 코팅방식은 68%, 모노머방식은 66%, 40ﾟC에서 코팅방식은 68%, 모노머방식은 66%, 50ﾟC에서 코팅방식은 52%, 모노머방식은 48%의 농도를 보였다. 결론 : 동일한 시간 동안 자외선을 조사했을 때 온도가 증가할수록 변색의 농도는 감소하고, 1.56과 1.60 굴절률 모두에서 20ﾟC로부터 온도가 증가할수록 변색 농도가 감소하며, 모노머방식으로 제조된 변색렌즈보다 코팅방식으로 제조된 변색렌즈가 동일한 온도에서 더욱 진하게 변하는 것을 알 수 있었다.

본 연구는 국내에서 육종한 품종인 ‘Pink Aurora’ 장미를 보존화로 가공하는 기술의 개발에 관한 것으로 탈수와 탈색 처리를 위한 에탄올의 침지시간과 염색을 위한 보존용액의 온도와 침지시간를 구명하고자 수행하였다. 탈수는 먼셀 H값에서 붉은 색이 완전히 빠지고 시간이 길어질수록 황색이 짙어짐을 고려해 볼 때 12시간이 가장 효과적이었다. 보존용액 처리에 서는 채도값을 나타내는 C의 차이는 크지 않았지만 온도가 높고 처리시간이 길어질수록 색의 맑기가 높아졌다. 낮은 온도 에서 침지시간이 길어짐에 따라 화형의 감소율이 낮았다. 24 시간 건조 후 무게는 모든 온도 처리에서 침지시간이 길어질 수록 53~47% 감소하였고, 건조 48시간의 25℃에서 6시간 침 지에서 73%, 24시간 침지에서 68%의 감소율을 나타내 침지시간이 길어질수록 감소율이 낮았다. 따라서 에탄올로 12시간동 안 탈수하여 염색 보존액을 25℃에서 24시간동안 처리하는 것이 가장 효과적이라고 생각된다.

일반적으로 전기변색소자들은 전기변색물질, 전해질 그리고 상대전극물질로 구성되어 있다. 그 중에서, 상대전극물질은 소자의 장기전환 안정성 및 낮은 작동 전압 등과 같은 전기변색소자들의 성능을 향상하는데 매우 중요하다. 본 연구에서는 다이메틸 프탈레이트 기반 전기변색소자에 페로센과 카본 전극을 적용하고 그 성능을 테스트 하였다. 특히 카본 전극에서 우수한 장기전환 안정성이 구현되었다.

We report on stretchable electrochromic films of poly(3-hexylthiophene) (P3HT) fabricated on silver nanowire (AgNW) electrodes. AgNWs electrodes are prepared on polydimethylsiloxane (PDMS) substrates using a spray coater for stretchable electrochromic applications. On top of the AgNW electrode, poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS) is introduced to ensure a stable resistance over the electrode under broad strain range by effectively suppressing the protrusion of AgNWs from PDMS. This bilayer electrode exhibits a high performance as a stretchable substrate in terms of sheet resistance increment by a factor of 1.6, tensile strain change to 40%, and stretching cycles to 100 cycles. Furthermore, P3HT film spin-coated on the bilayer electrode shows a stable electrochromic coloration within an applied voltage, with a color contrast of 28.6%, response time of 4-5 sec, and a coloration efficiency of 91.0 cm2/C. These findings indicate that AgNWs/PEDOT:PSS bilayer on PDMS substrate electrode is highly suitable for transparent and stretchable electrochromic devices.

Tungsten oxide(WO3) films with uniform surface morphology are fabricated using a spin-coating method for applications of electrochromic(EC) devices. To improve the EC performances of the WO3 films, we control the heating rate of the annealing process to 10, 5, and 1 oC/min. Compared to the other samples, the WO3 films fabricated at a heating rate of 5 oC/min shows superior EC performances for transmittance modulation(49.5 %), response speeds(8.3 s in a colored state and 11.2 s in a bleached state), and coloration efficiency(37.3 cm2/C). This performance improvement is mainly related to formation of a uniform surface morphology with increased particle size without any cracks by an optimized annealing heating rate, which improves the electrical conductivity and electrochemical activity of the WO3 films. Thus, the WO3 films with a uniform surface morphology prepared by the optimized annealing heating rate can be used as a potential candidate for performance improvement of the EC devices.

여름철 고온으로 인해 ‘거봉’ 포도의 착색 불량이 나타나는 원인을 안토시아닌 조성의 변화로부터 구명하기 위해 본 실험을 수행하였으며, 같은 대립계 포도 품종인 ‘흑보석’의 과실 품질과 안토시아닌의 변화를 함께 비교 하였다. 착색 초기부터 30일 동안의 고온 처리에 의해 ‘거봉’과 ‘흑보석’ 모두에서 과피의 착색이 감소하였지만, ‘흑보석’은 온도 처리의 종료 이후 안토시아닌 함량이 대조구의 수준으로 증가하였고, ‘거봉’은 착색이 정지된 상태로 안토시아닌 함량이 증가하지 못했다. 고온에 의해 ‘거봉’의 안토시아니딘은 Mal, Del, Pet의 순으로 크게 감소하였으며, 개별 성분으로는 diglucoside 및 Mal-acylated 형태가 가장 크게 감소하였다. 안토시아닌의 형태별 함량을 비교한 결과, ‘거봉’ 과피에서 고온에 의해 acylated 형태가 non-acylated 형태에 비해서 더 크게 감소하였고, B ring의 tri-hydroxylated 형태가 di-hydroxylated 형태보다 더 큰 비율로 감소하였다. ‘거봉’에서 모든 그룹의 안토시아닌 함량이 총 안토시아닌과 비슷한 경향으로 감소하였고, ‘흑보석’에서는 모든 그룹의 합성이 고온에 의해 억제되었다가 온도 처리가 종료된 이후 대조구의 수준으로 회복되었다. 따라서 착색 초기의 고온에 의한 ‘거봉’의 착색 불량은 특정 안토시아닌의 감소에 의한 것이 아니라, 전체적인 안토시아닌의 생합성 자체가 고온에 의해 억제되었기 때문으로 판단되었다.

목적: 스마트 안경은 안경과 웨어러블 전자기기의 효과적인 융합을 잘 보여주는 어플리케이션이다. 스마 트 안경의 더 발전한 형태로, 전압에 의해 능동적으로 변색되는 안경의 제조도 가능할 것으로 기대된다. 따라서, 졸-겔 법에 의한 전기 변색 박막의 제조 과정에서 퍼콜레이션(percolation) 이론을 도입하여, 최적의 aging 조건을 찾아 전기 변색 코팅 박막 제조의 토대가 되고자 한다. 방법: 졸-겔 법을 이용하여 육 염화 텅스텐과 에탄올을 혼합하여 전기 변색 용액을 제조하였다. Aging에 따른 용액의 특성을 분석하고, ITO glass위에 전기 변색 박막을 코팅한 후, 리튬이온 기반 전해질을 이용하여 전기 변색 특성을 확인하였다. 결과: 졸-겔법으로 제조된 전기 변색 용액은 aging에 따라 텅스텐과 산소의 결합이 달라지며, 이것을 적 외선 분광법으로 분석하였다. WO3/ITO glass의 가시광선 전 영역의 광 투과도(시감 투과도)를 측정한 결과, aging에 따라 변색효율의 차이를 보였다. 또한, percolation이 충분히 진행되기 전 샘플의 경우, 광 투과도 가 착색 시 43.0 %, 탈색 시 63.6 %로 1.10의 가장 높은 광밀도를 보였다. 또한, aging이 충분히 진행된 후의 샘플은 착색 시 광 차단 효과가 좋은 결과값을 보였다. 결론: 졸-겔 법에 의해 제조된 변색 용액으로 전기 변색 유리를 제작하였을 때, 용액의 aging에 따라 광 학적 특성이 달라짐을 확인하였다. 긴 시간 aging하는 경우, 변색 효율을 가늠하는 광밀도가 감소하였다. 따라서, 변색효율이 좋은 렌즈가 필요한 경우, percolation 임계 점 이하의 aging 시간이 짧은 용액을 사용 하는 것이 좋으며, 진한 착색이 필요한 광학 샘플이 필요한 경우는 긴 시간 에이징한 용액으로 코팅막을 제 조하는 것이 좋을 것으로 판단된다. 이러한 코팅 박막에 대한 기초 조건의 연구가 향후 스마트 안경 등의 제작 시 참고가 될 것으로 기대된다.