ITO 투명 전극 필름은 디스플레이, 전기 자동차 등 산업 전 범위에서 널리 사용되는 전자 재료이다. 본 연구에서는 이러한 indium tin oxide (ITO) 필름의 열성형 안정성을 향상시키기 위하여 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) 전도성 고분자 코팅 용액 조성을 결정하였다. 1000 S/cm의 고 전도성을 보이는 PEDOT:PSS 용액에 끓는점이 각기 다른 4가지 종류의 용매를 희석하였고, 코팅 전 후 면저항 변화를 분석하였다. 또한 380~800 nm 영역의 광 투과율 분 석 및 Raman 스펙트럼 분석을 통하여 PEDOT:PSS 박막이 코팅된 ITO 투명 전극의 전기적 특성 결정 메커니즘을 규명하였 다. 230°C 열성형 공정 결과 ITO 필름은 113% 연신 상태에서 이미 전기 전도성을 읽었지만, ethylene glycol을 희석 용매로 사용하여 얻어진 전도성 고분자 박막이 적용된 ITO 필름은 126% 고 연신 상태에서도 초기 60 Ω/sq 면저항을 246 Ω/sq로 유지하는 우수한 전기 전도성을 보였다.

깨끗한 물에 대한 수요는 우리 사회가 인간의 삶을 개선하기 위해 점점 더 진보되고 수준 높은 기술을 개발함에도 불구하고 모든 현대 사회에 존재한다. 그러나 지구 기후 변화가 전 세계 여러 지역에서 더욱 극적인 영향을 미치기 시작하면서 폐수를 처리하거나 인체 건강에 해로운 박테리아, 미생물, 바이러스 및 기타 용매를 제거하기 위해 저렴하고 효과적인 방법에 대한 요구가 계속되고 있고 그 어느 때보다 중요하다. 폴리아닐린(PANI), 폴리(비닐리덴 플루오라이드)(PVDF) 등으로 구성 되어 있는 합성막은 잘 구축되어 있고 막의 특성과 성능에 관한 정보를 수집하기 위해 광범위하게 연구되었지만 최근 연구에 따르면 이러한 합성막을 전류에 전도성 있게 만드는 것으로 나타났다. 다른 물질로 막을 도핑하거나 탄소 동소체와 같은 전도성 물질을 막 표면에 통합함으로써 기공 크기의 조정 가능성, 더 나은 방오성과 항균성을 허용함으로써 이러한 막의 성능을 증가시키는 것으로 나타났다. 본 총설에서는 현대의 전기 전도성 막을 기존 막과 비교하고 전기장 하에서의 성능 향상과 물 여과 및 폐수 처리 응용 분야에서의 잠재력에 대해 논의한다.

본 연구에서는 전도성 고분자인 polystyrene sulfonic acid doped poly~3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT:PSS)을 소스/드레인 전극으로 사용한 펜타센 단분자 유기 반도체 기반의 전계효과 트랜지스터를 제작하고, 금을 소스/드레인 전극으로 하는 기준소자와 전기적 특성을 비교하여 평가하였다. 전기적 특성을 측정한 결과, PEDOT:PSS 박막은 금 박막에 비해 상대적으로 낮은 전도도를 가짐에도 불구하고 PEDOT:PSS 소스/드레인 전극을 갖는 펜타센 유기 트랜지스터는 금을 소스/드레인 전극으로 갖는 기준 소자와 비교할 만한 성능을 보였다. 이는 PEDOT:PSS와 펜타센 사이의 접촉저항이 금과 펜타센 사이의 접촉저항보다 낮아 상대적으로 낮은 전기전도도에 의한 성능 저하를 보상하기 때문으로 추측된다.

본 연구에서는 역전기투석 공정에서 발생 가능한 막오염 현상을 in-situ로 측정하기 위하여 임피던스 스펙트로스 코피 방법을 도입하여 실제 발생한 막오염 현상 측정 방법을 제시하였다. 얻어진 임피던스 데이터를 활용하여 Nyquist 도시 법과 어드미턴스 도시법으로 스펙트럼을 도시하였으며 두 도시법 모두 유의미한 막오염 현상을 감지할 수 있었다. 또한 초기 막오염 현상에서 음이온 교환막 표면에 막오염물의 불안정한 축적 현상 및 역전기투석 공정의 운전 시간에 따른 막오염층의 구조적 변화를 감지할 수 있었다.

고분자 전해질막은 수화상태에서 이온전달채널을 형성하여 연료전지 시스템내에서 수소이온을 전달하는 핵심적인 역할을 한다. 저가습 상태에서는 효과적인 이온전달이 잘 이루어지지 않는 것으로 보고되며, 친수성 및 소수성 영역의 명확한 상분리가 일어나는 불소계 고분자 전해질 막에 비하여, 탄화수소계 고분자 전해질 막에서는 이러한 상분리 현상이 상대적으로 약하게 일어나고, 그 결과로 낮은 수소이온 전도도를 갖는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 낮은 수소이온 전도도를 분자 구조 측면에서 규명하기 위하여, 분자전산모사를 통해 가습 상태 변화에 따른 함수율 조건을 이용하여 고분자 전해질막 모델을 만들고, 이를 서로 비교하여 이온전달 채널의 형성에 어떤 요소들에 영향을 미치는지 규명 하고자 한다.

이 논문은 온도차에 따라 변화되는 이온성 액체와 낮은 밴드갭을 갖는 고분자인 poly(2-heptadecyl-4-vinylthieno[3,4-d]thiazole)(PHVTT) 간의 상호작용 및 고분자 의 거동을 조사하 였다. 이온성 액체는 methyl imidazolium chloride([MIM]Cl), butyl methyl imidazolium chloride([BMIM]Cl), tri-butyl methyl ammonium methyl sulfate([TBMA][ MeSO4])를 사용하였으며, 21, 28, 32, 37℃로 온도를 변화시키며 상호작용의 변화를 UV-vis spectroscopy, FT-IR spectroscopy, photoluminescence spectroscopy를 통해 확인한 결과 이온성 액체인 [MIM]Cl, [TBMA][MeSO4]와 PHVTT의 상호작용은 점차 약해짐을 확인할 수 있었지만, [BMIM]Cl은 온도 변화에 따른 상호작용의 변화를 보이지 않았다.

Carbazole, EDOT 와 benzobisthiazole이 포함되어진 새로운 전도성 고분자의 합성 및 특징을 유기 분광학적인 방법으로 규명하였다. 포텐티오메트릭 이온 선택성 막 전극들은 넒은 감응범위(104~107)와, 시료의 혼탁도에 영향을 주지 않으며, 빠른 감응 시간과 소형화가 쉬운 이유로 병원, 환경과 산업 현장에서 널리 이용되고 있다. 이 전극의 막에는 강한 흡착과 열적인 안정성에서 뛰어난 상온에서 경화시킨 (RTV)-타입 실리콘 고무가 사용되었다. 불행하게도, 이 실리콘 고무 기반의 전극의 높은 막 저항(PVC 기반의 것과 비교하여 102~103배 더 높은 수치)이 응용에 제한이 되어 왔다. 여기에서 우리는 실리콘 고무 막에 전도성 고분자를 첨가 하여 막 저항이 줄어든 새로운 고체 전극을 구현하였다.

Conducting polymer-coated multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) were prepared by template polymerization in order to enhance their gas sensitivity. This investigation of the conducting polymer phases that formed on the surface of the MWCNTs is based on field-emission scanning electron microscopy images. The thermal stability of the conducting polymer-coated MWCNTs was significantly improved by the high thermal stability of MWCNTs. The synergistic effects of the conducting polymer-coated MWCNTs improve the gas-sensing properties. MWCNTs coated with polyaniline uniformly show outstanding improvement in gas sensitivity to NH3 due to the synergistic combination of efficient adsorption of NH3 gas and variation in the conduction of electrons.

The conducting polymer-coated multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were prepared by template polymerization of aniline and pyrrole on the surface of MWCNTs in order to develop the novel electromagnetic interference (EMI) shielding materials. The conducting polymer phases formed on the surface of MWCNTs were confirmed by field emission-scanning electron microscopy and field emission-transmission electron microscopy. Both permittivity and permeability were significantly improved for the conducting polymer-coated MWCNTs due to the intrinsic electrical properties of MWCNTs and the conducting properties of coated polymers. The electromagnetic waves were effectively absorbed based on the permittivity nature of conducting polymer and MWCNTs preventing the secondary interference from reflecting the electromagnetic waves. The highly improved EMI shielding efficiency was also obtained for the conducting polymer-coated MWCNTs showing the synergistic effects by combining MWCNTs and the conducting polymers.

Poly(vinyl alcohol-co-ethylene) (PVA-co-PE)와 poly(styrene sulfonic acid-co-maleic acid) (PSSA-co-PMA)을 고분자 블렌딩 방법으로 50 : 50의 무게비율로써 수소이온 전도성 가교형 전해질막을 제조하였다. PSSA와 PMA이 3 : 1과 1 : 1의 몰 구성비로 되이 있는 두 가지 종류의 PSSA-co-PMA 고분자를 수소이온 전도성 고분자로 사용하였으며, PVA-co-PE 고분자는 에틸렌의 함량이 0, 27 그리고 44 mol%인 고분자를 사용하였다. 전해질 막은 PVA의 히드록실 그룹과 PMA의 카르복시릭 그룹 사이의 에스테르화 반응을 통한 열가교를 통해 제조하였고, FT-IR을 통하여 이를 확인하였다. PSSA-co-PMA의 몰비율이 3 : 1로 구성되어 제조된 전해질막은 몰비율 1 : 1로 구성되어 제조된 막보다 더 낮은 이온교환용량과 더 높은 함수율, 수소이온 전도도를 나타내었다. 또한, 전해질막에서 PE의 함량이 증가할수록 이온교환용량, 함수율, 수소이온 전도도가 계속해서 감소하는 경향성을 보였다. 전해질막의 이러한 물성들은 술폰산기의 함량과 친수성, 막의 가교구조 사이의 경쟁적인 효과로써 설명하였다.

전기전자 및 디스플레이 산업에 다양한 응용이 기대되는 전도성 고분자인 PPP(Polyparaphenylene)는 단순한 구조와 비교적 높은 열적 안정성을 가지고 있으나 전기적 특성은 기존의 물질보다 낮아 그 응용이 더디게 진행되고 있다. 본 연구에서는 전도성 고분자의 전기적 특성을 개선하기 위해 이온주입법을 이용하여 전기전도성을 개선하는 연구를 진행하였다. 5keV에서 30keV 정도의 아주 낮은 에너지를 이용하여 이온을 가속시킴으로서 시편의 특성 열화를 최소화 할 수 있었다. 이온주입법으로 개선된 시편의 전기전도성은 향후 OTFT와 같은 Organic Electronics Device로서의 사용 가능성을 보였으며 이온의 종류와 주입정도에 따라 Thermoelectric power의 크기가 달라지는 반도체 소재로서의 특성을 나타내어 향후 다양한 형태의 소자에 응용될 수 있는 가능성을 확인하였다. 실험으로 확인된 최적의 이온주입에너지는 10keV에서 15keV의 값을 나타내었다.

폴리아닐린(polyaniline, PANI)과 도판트인 camphorsulfonic acid(CSA), dodecyl benzene sulfonic acid(DBSA)와 의몰비 변화에 따라 가상 n형 PANI을 제조하였다. FT-IR측정으로부터 도핑유무를 확인하였고, indium thin oxide(ITO)에 코팅하여 제조한 전극에 대해, 순환전압전류법과 교류임피던스법을 이용하여 도판트의 영향을 조사하였다. FT-IR과 순환전압전류법으로부터, 제조된 전극이 양이온의 도핑-탈도핑이 일어나는 가상 n형의 특성을 가짐을 확인하였다. 순환전압전류법에서 산화-환원 피크전류값은 PANI/DBSA에 비하여 PANI/CSA가 약 5 배정도 더 큰 결과를 보였다. 교류임피던스법으로부터, 두 전극 모두 이상적인 Randles의 등가회로와 유사한 거동을 보였다. 전하이동저항은 PANI/CSA에서 1.14~1.09 kΩ으로 거의 일정한 값을 보였고, PANI/DBSA는 DBSA 몰 비에 증가에 따라 27.73~8.37KΩ으로 감소하여 나타났다. 이중층용량 또한 PANI/CSA는 13.47~14.59 μF으로 거의 일정하였으나, PANI/DBSA는 DBSA 몰 비 증가에 따라 0.49~l.20 μF으로 증가를 보였다. 결과적으로 PANI/CSA의 전기적 특성이 더 좋았으나, 도판트의 몰 비 증가에 따른 특성은 PANI/CSA 전극은 거의 일정하였고, PANI/DBSA 전극은 전기적 활성이 좋아짐을 알 수 있었다.

The electrodes were fabricated by compounding the commercial activated carbons and additives of conducting polymer with PVdF mono binder and PVdF-PVP mixed binders. The best performance of the electrodes fabricated with activated carbon(BP-20) and PVdF-PVP mixed binders showed in 88wt. ％ BP-20. 7wt. ％ conducting polymer and 5wt.％ PVdF-PVP mixed binder. The electrode exhibited excellent electrochemical characteristics having 8.16 W.h/kg of energy density, 34.77 F/g of specific capacitance, 0.67Ω of ESR.

전도성 고분자인 poupyrrole과 polyaniline을 이용하여 센서를 제조하고 휘발성 유기화합물에 대한감응특성 및 감지막의 물성을 조사하여 지금까지 알려지지 않은 감응 기구를 설명하고자 하였다. Polypyrrole과 polyaniline은 두께가 얇은 경우가 두꺼운 경우보다 감도가 높았으며, 1분간 도펀트를 제거한 센서가 가장 높은 감도를 나타내었다. 또한 두 가지 센서 모두 극성이 강한 분자가 흡착될수록 감도가 증가하였는데, 이는 극성을 갖는 분자가 감지막 내부로 침투하여 polaron 및 자유 carrier를 고착시키거나 추가의 자유 carrier를 형성하여 전도도에 변화를 주기 때문인 것으로 판단된다.

A water-soluble conducting polymer (CPP400 Paste) containing a derivative of polythiophene with several dopant was investigated as an anode material for organic electroluminescent devices. The device of ITO/CPP 400 Paste/TPD/Alq3/Li:Al was fabricated, where CPP 400 Paste films were prepared by spin coating and TPD and Alq3, films were prepared by vacuum evaporation. It was found that the turn-on voltage, current density, and luminance of the devices were dependent upon the thickness of CPP 400 Paste film in the Electroluminescent and current-voltage characteristics of the devices. This phenomena were explained by the energy level diagram of the device with the energy levels of the CPP400 Paste obtained by cyclic voltammetric method.