KR100972637B1 - A graphene nano-composite transducer - Google Patents

A graphene nano-composite transducer Download PDF

Info

Publication number
KR100972637B1
KR100972637B1 KR1020090074401A KR20090074401A KR100972637B1 KR 100972637 B1 KR100972637 B1 KR 100972637B1 KR 1020090074401 A KR1020090074401 A KR 1020090074401A KR 20090074401 A KR20090074401 A KR 20090074401A KR 100972637 B1 KR100972637 B1 KR 100972637B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ionic polymer
graphene
polymer layer
layer
converter
Prior art date
Application number
KR1020090074401A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
오일권
선종하
정정환
Original Assignee
전남대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전남대학교산학협력단 filed Critical 전남대학교산학협력단
Priority to KR1020090074401A priority Critical patent/KR100972637B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100972637B1 publication Critical patent/KR100972637B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B32B2307/202—Conductive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

PURPOSE: A graphene nano-composite transducer is provided to obtain excellent properties by changing the properties of an ionic polymer using the graphene by including a graphene-ionic polymer in which the graphene is dispersed in the ionic polymer and to be operated using electricity and light. CONSTITUTION: A graphene nano-composite transducer(100) comprises: a graphene-ionic polymer layer(110) in which the graphene(114) is dispersed in an ionic polymer(112) with a constant ratio; an electrode layer(120) which is included on both sides of the graphene-ionic polymer layer; and an ionic polymer layer which is included between the graphene-ionic polymer layer and the electrode layer. The graphene is dispersed in the ionic polymer with a ratio of 0.1-1wt%.

Description

그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기{A graphene nano-composite transducer}A graphene nano-composite transducer

본 발명은 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기에 관한 것으로, 보다 자세하게는 이온성 고분자에 그래핀을 일정 비율로 분산시킨 그래핀-이온성 고분자층을 제공하여 전기뿐만 아니라 광을 통해 구동이 가능한 구동기 및 센서에 적용 가능한 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기 제공하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to a graphene-ionic polymer nanocomposite converter, and more particularly, to provide a graphene-ionic polymer layer in which graphene is dispersed at a predetermined ratio in an ionic polymer, which can be driven through light as well as electricity. The present invention relates to providing a graphene-ionic polymer nanocomposite transducer applicable to a driver and a sensor.

그래핀(graphene)은 탄소화합물로서 그라파이트(graphite)가 판상구조를 가지는데, 상기 그라파이트가 한 겹으로 이루어진 것을 의미한다.Graphene (graphene) is a carbon compound, graphite (graphite) has a plate-like structure, which means that the graphite is made of one layer.

또한, 상기 그래핀은 2차원 물질(높이가 없음)로, 탄소원자가 단일층으로 서로 연결되어 벌집 모양의 평면 구조를 이루고 있어 구조적 화학적으로 매우 안정화되어 있어 전기적, 물리적 특성이 우수한 물질이다.In addition, the graphene is a two-dimensional material (no height), and carbon atoms are connected to each other in a single layer to form a honeycomb planar structure, which is structurally and chemically very stable, and thus has excellent electrical and physical properties.

이온성 고분자는 연성 곡절(soft bending) 액추에이터 및 센서로 제조될 수 있는 전기 활성 고분자 및 기능성 스마트 소재의 신흥 종류들 중 하나이다.Ionic polymers are one of the emerging varieties of electrically active polymers and functional smart materials that can be made into soft bending actuators and sensors.

상기 이온성 고분자는 연료 전지 용도로 사용되기 위해 연구 개발되어 1992년 이전까지는 그 특유의 생체모방적 인지-구동 특성이 밝혀지지 않았었다. 상기 이온성 고분자를 포함하는 액추에이터 또는 센서 소자는 중앙에 약 200㎛ 두께의 상기 이온성 고분자가 층으로 이루어져 있고, 상기 이온성 고분자층의 양측 표면 상에 각각 금속층이 구비된 형태로 이루어져 있다.The ionic polymer was researched and developed for use in fuel cells, and its unique biomimetic cognitive-driving properties were not known until 1992. The actuator or sensor element including the ionic polymer is composed of a layer of the ionic polymer having a thickness of about 200 μm at the center, and the metal layers are provided on both surfaces of the ionic polymer layer.

그러나 종래에는 상기 이온성 고분자를 액추에이터 또는 센서 소자로 적용하기 위해 상기 이온성 고분자 자체의 특성을 개선하는 연구 및 개발이 주로 이루어졌을 뿐, 본 발명에서와 같이 상기 이온성 고분자에 상기 그래핀을 분산한 그래핀-이온성 고분자에 관한 연구를 전혀 이루어지지 않은 실정이다. However, in order to apply the ionic polymer as an actuator or a sensor element, the research and development have been mainly made to improve the characteristics of the ionic polymer itself, and the graphene is dispersed in the ionic polymer as in the present invention. No research has been done on a graphene-ionic polymer.

본 발명의 목적은 이온성 고분자에 그래핀이 일정 비율로 분산된 그래핀-이온성 고분자를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a graphene-ionic polymer in which graphene is dispersed in a proportion in an ionic polymer.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 그래핀-이온성 고분자로 이루어진 그래핀-이온성 고분자층을 포함하는 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a graphene-ionic polymer nanocomposite converter comprising a graphene-ionic polymer layer made of the graphene-ionic polymer.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이온성 고분자에 그래핀이 일정 비율로 분산된 그래핀-이온성 고분자층을 포함하는 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a graphene-ionic polymer nanocomposite converter including a graphene-ionic polymer layer in which graphene is dispersed at a predetermined ratio in an ionic polymer.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 그래핀은 상기 이온성 고분자에 대해 0.1 내지 1wt%의 비율로 분산되어 있다.In a preferred embodiment, the graphene is dispersed in a ratio of 0.1 to 1wt% with respect to the ionic polymer.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 그래핀-이온성 고분자층의 양측 표면상에는 각각 전극층을 구비한다.In a preferred embodiment, each electrode layer is provided on both surfaces of the graphene-ionic polymer layer.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 그래핀-이온성 고분자층 및 전극층들 사이에는 이온성 고분자층을 포함한다.In a preferred embodiment, between the graphene-ionic polymer layer and the electrode layer comprises an ionic polymer layer.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 그래핀-이온성 고분자층을 두 층으로 구비하되, 상기 그래핀-이온성 고분자층들 사이에는 이온성 고분자층을 구비하고, 상기 그래핀-이온성 고분자층들 각각의 표면상에는 전극층을 구비한다.In a preferred embodiment, the graphene-ionic polymer layer is provided in two layers, between the graphene-ionic polymer layer is provided with an ionic polymer layer, each of the graphene-ionic polymer layer On the surface of the electrode layer is provided.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 그래핀-이온성 고분자층의 일측 표면상에 이온성 고분자층을 포함한다.In a preferred embodiment, an ionic polymer layer is included on one surface of the graphene-ionic polymer layer.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 그래핀-이온성 고분자층은 상기 그래핀-이온성 고분자층에 전기장, 자기장 및 초음파 중에서 선택된 어느 하나를 인가하여 상기 이온성 고분자에 분산된 그래핀의 입자들이 일정 방향으로 배열되어 구비되어 있다.In a preferred embodiment, the graphene-ionic polymer layer is a graphene particles dispersed in the ionic polymer by applying any one selected from the electric field, magnetic field and ultrasonic waves to the graphene-ionic polymer layer in a certain direction It is arranged to be arranged.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 이온성 고분자층의 이온성 고분자는 PSMI(poly(styrene-alt-maleimide)), SSEBS(sulfonated poly(styrene-ethylene-butadiene-styrene)), 나피온(nafion) 및 SPEEK(sulfonated poly(ether ether ketone)) 중 어느 하나이다.In a preferred embodiment, the ionic polymer of the ionic polymer layer is PSMI (poly (styrene-alt-maleimide)), SSEBS (sulfonated poly (styrene-ethylene-butadiene-styrene), Nafion and SPEEK (sulfonated poly (ether ether ketone)).

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.The present invention has the following excellent effects.

먼저, 본 발명의 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기는 그래핀이 분산된 이온성 고분자인 그래핀-이온성 고분자를 포함하고 있어 상기 그래핀이 상기 이온성 고분자의 성질 변화를 유도하여 특성이 우수한 나노복합체 변환기를 제공하는 효과를 얻을 수 있다.First, the graphene-ionic polymer nanocomposite converter of the present invention includes a graphene-ionic polymer, which is an ionic polymer in which graphene is dispersed, so that the graphene induces a property change of the ionic polymer, thereby improving its properties. The effect of providing an excellent nanocomposite converter can be obtained.

또한, 본 발명의 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기는 전기인가 구동 뿐만 아니라 광에 의한 구동이 가능한 나노복합체 변환기를 제공하는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the graphene-ionic polymer nanocomposite converter of the present invention can obtain the effect of providing a nanocomposite converter capable of driving by light as well as electric application.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.The terms used in the present invention were selected as general terms as widely used as possible, but in some cases, the terms arbitrarily selected by the applicant are included. In this case, the meanings described or used in the detailed description of the present invention are considered, rather than simply the names of the terms. The meaning should be grasped.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a graphene-ionic polymer nanocomposite converter according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기(100)는 그래핀-이온성 고분자층(110) 및 전극층(120)들을 포함하고 있다.Referring to FIG. 1, the graphene-ionic polymer nanocomposite converter 100 according to an embodiment of the present invention includes a graphene-ionic polymer layer 110 and an electrode layer 120.

이때, 상기 전극층(120)들은 도 1에 도시된 바와 같이 상기 그래핀-이온성 고분자층(110)을 사이에 두고, 양측 표면상에 각각 구비된다.In this case, the electrode layers 120 are provided on both surfaces with the graphene-ionic polymer layer 110 interposed therebetween, as shown in FIG. 1.

이때, 상기 그래핀-이온성 고분자층(110)은 도 1에 도시된 바와 같이 이온성 고분자(112)에 그래핀(114)이 일정 비율로 분산된 그래핀-이온성 고분자로 이루어진 층이다.In this case, the graphene-ionic polymer layer 110 is a layer made of graphene-ionic polymer in which graphene 114 is dispersed in a predetermined ratio in the ionic polymer 112 as shown in FIG. 1.

상기 그래핀-이온성 고분자층(110)의 제조 방법은 먼저 이온성 고분자를 준비하고, 상기 이온성 고분자를 녹여 액체 상태로 변화시킨다. 이어서, 상기 액체 상태의 이온성 고분자에 일정 비율의 그래핀을 혼합하고, 상기 그래핀을 상기 액체 상태의 이온성 고분자에서 분산시켜 그래핀-이온성 고분자를 형성하여 상기 그래핀-이온성 고분자층(110)을 형성한다.In the graphene-ionic polymer layer 110 manufacturing method, an ionic polymer is first prepared, and the ionic polymer is melted and changed into a liquid state. Subsequently, a predetermined ratio of graphene is mixed with the ionic polymer in the liquid state, and the graphene is dispersed in the ionic polymer in the liquid state to form a graphene-ionic polymer to form the graphene-ionic polymer layer. Form 110.

상기 그래핀-이온성 고분자층(110)의 다른 제조 방법으로는 상기 이온성 고분자와 그래핀을 각각 복수 층으로 반복적으로 적층하는 방법으로도 제조할 수 있는데, 상기 이온성 고분자층들과 그래핀층들은 되도록이면 얇게 적층하고 다수 개로 반복하여 적층하는 것이 바람직하다. Another manufacturing method of the graphene-ionic polymer layer 110 may be prepared by repeatedly stacking the ionic polymer and graphene into a plurality of layers, respectively, wherein the ionic polymer layers and the graphene layer It is preferable to stack them as thinly as possible and to repeat them in multiple pieces.

이때, 상기 액체 상태의 이온성 고분자에 혼합되는 그래핀의 비율은 상기 이온성 고분자에 대해 상기 그래핀이 무게 비율(wt%)로 0.1 내지 1wt%의 무게 비율로 혼합되는 것이 바람직하다. 이는 상기 무게 비율이 상기 그래핀-이온성 고분자층(110)의 전기적 물리적 특성이 가장 우수하기 때문이다.In this case, the ratio of graphene mixed in the ionic polymer in the liquid state is preferably mixed in the weight ratio of 0.1 to 1wt% in the weight ratio (wt%) to the ionic polymer. This is because the weight ratio is most excellent in the electrical and physical properties of the graphene-ionic polymer layer 110.

이때, 상기 이온성 고분자는 양이온이 이동 가능한 고분자라도 무방하나, PSMI(poly(styrene-alt-maleimide)), SSEBS(sulfonated poly(styrene-ethylene-butadiene-styrene)), 나피온(nafion) 및 SPEEK(sulfonated poly(ether ether ketone)) 중 어느 하나인 것이 바람직하다.In this case, the ionic polymer may be a cation-movable polymer, but PSMI (poly (styrene-alt-maleimide)), SSEBS (sulfonated poly (styrene-ethylene-butadiene-styrene)), Nafion, and SPEEK It is preferably one of (sulfonated poly (ether ether ketone)).

한편, 상기 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기(100)는 상기 그래핀-이온성 고분자층(110)의 양측 표면상에 전극층(120)들을 구비하고 있는데, 상기 전극층(120)들은 상기 그래핀-이온성 고분차층(110)의 양측 표면상에 스핀법, 분산법 및 용액법 등 다양한 방법으로 적층할 수 있다. Meanwhile, the graphene-ionic polymer nanocomposite converter 100 according to an embodiment of the present invention includes electrode layers 120 on both surfaces of the graphene-ionic polymer layer 110. The electrode layers 120 may be stacked on both surfaces of the graphene-ionic high differential layer 110 by various methods such as spin, dispersion, and solution methods.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a graphene-ionic polymer nanocomposite converter according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기(200)는 도 1을 참조하여 설명한 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기(100)와 동일한 구조로 그래핀-이온성 고분자층(210)과 상기 그래핀 이온성 고분자층(210)의 양측 표면상에 구비된 전극층(220)들을 포함하고 있다.Referring to FIG. 2, the graphene-ionic polymer nanocomposite converter 200 according to another embodiment of the present invention has the same structure as the graphene-ionic polymer nanocomposite converter 100 described with reference to FIG. 1. The graphene-ionic polymer layer 210 and the electrode layers 220 provided on both surfaces of the graphene ionic polymer layer 210 are included.

다만, 상기 그래핀-이온성 고분자층(210)의 이온성 고분자(212)에 분산되어 있는 그래핀(214)이 일정 방향(도 2에서는 상기 그래핀-이온성 고분자층(210)의 길이 방향에 대해 수직하는 방향으로 배열된 것으로 도시하고 있으나, 배열 방향은 어느 방향으로도 배열할 수 있음)으로 배열되어 있다는 점에서 차이가 있다.However, the graphene 214 dispersed in the ionic polymer 212 of the graphene-ionic polymer layer 210 is in a predetermined direction (the length direction of the graphene-ionic polymer layer 210 in FIG. 2). Although illustrated as being arranged in a direction perpendicular to the, the arrangement direction is different in that it is arranged in any direction).

이러한 상기 그래핀(214)의 배열은 상기 그래핀-이온성 고분자층(210)의 특성을 향상시키기 위한 것으로, 상기 그래핀(214)의 배열은 상기 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기(200)의 반응 속도를 향상시킬 뿐만 아니라 전기 전도도를 향상시킨다.The arrangement of the graphene 214 is to improve the characteristics of the graphene-ionic polymer layer 210, the arrangement of the graphene 214 is the graphene-ionic polymer nanocomposite converter 200 Not only improves the reaction rate but also improves the electrical conductivity.

이때, 상기 그래핀-이온성 고분자층(210)의 그래핀(214)이 일정 방향으로 배 열되는 것은 상기 그래핀-이온성 고분자층(210)에 일정 방향으로 자기장을 인가함으로써 상기 이온성 고분자(212)에 분산된 그래핀(214)의 입자들이 일정 방향으로 배열된다.In this case, the graphene 214 of the graphene-ionic polymer layer 210 is arranged in a predetermined direction by applying a magnetic field to the graphene-ionic polymer layer 210 in a predetermined direction, the ionic polymer Particles of graphene 214 dispersed in 212 are arranged in a predetermined direction.

도 3 및 도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기들을 도시한 단면도들이다.3 and 4 are cross-sectional views showing graphene-ionic polymer nanocomposite converters according to another embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기(300)들은 도 1을 참조하여 설명한 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기(100)의 그래핀-이온성 고분자층(110) 및 전극층(120)에 대응하는 그래핀(314)이 분산된 이온성 고분자(312)로 이루어진 그래핀-이온성 고분자층(310) 및 전극층(320)을 포함하고 있다.Referring to FIGS. 3 and 4, the graphene-ionic polymer nanocomposite converter 300 according to another embodiment of the present invention is the graphene-ionic polymer nanocomposite converter 100 described with reference to FIG. 1. The graphene-ionic polymer layer 310 and the electrode layer 320 made of an ionic polymer 312 dispersed in the graphene-ionic polymer layer 110 and the electrode layer 120 corresponding to the electrode layer 120 ) Is included.

이때, 도 1을 참조하여 설명한 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변화기(100)와 본 실시 예에서의 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기(300)들의 차이점은 상기 그래핀-이온성 고분자층(310)과 전극층(320)들 각각의 사이에 이온성 고분자층(330)들을 구비(도 3 참조)하거나, 상기 그래핀-이온성 고분자층(310)을 복수층으로 구비하고, 상기 그래핀-이온성 고분자층(310)들 사이에 이온성 고분자층(330)을 구비(도 4 참조)하는 점에서 차이가 있다.At this time, the difference between the graphene-ionic polymer nanocomposite transformer 100 and the graphene-ionic polymer nanocomposite converter 300 according to the present embodiment is described with reference to FIG. 1. 310 and the ionic polymer layers 330 between each of the electrode layers 320 (see FIG. 3), or the graphene-ionic polymer layer 310 is provided in a plurality of layers, the graphene- There is a difference in that the ionic polymer layer 330 is provided between the ionic polymer layers 310 (see FIG. 4).

즉, 본 실시 예에서의 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기(300)는 양측 외각 표면상에는 전극층(320)들을 구비하고, 상기 전극층(320) 사이에 그래핀-이온성 고분자층(310)과 이온성 고분자층(330)이 서로 반복적으로 구비되어 있는 구조로 구비된다.That is, the graphene-ionic polymer nanocomposite converter 300 according to the present embodiment includes electrode layers 320 on both outer surfaces, and the graphene-ionic polymer layer 310 between the electrode layers 320. The ionic polymer layer 330 is provided in a structure that is repeatedly provided with each other.

이때, 도 3 및 도 4에서는 각각 한 층 또는 두 층의 그래핀-이온성 고분자층(310)과 두 층 또는 한 층의 이온성 고분자층(330)을 구비하고 있는 것으로 도시하고 있으나, 각각 복수 층으로 구비되어도 무방하다.3 and 4 illustrate one or two graphene-ionic polymer layers 310 and two or one ionic polymer layers 330, respectively, but each of the plurality of graphene-ionic polymer layers 330 is provided. It may be provided as a layer.

본 실시 예에서 도시한 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기(300)는 상기 그래핀-이온성 고분자층(310)과 이온성 고분자층(330)을 반복적으로 구비함으로써, 상기 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기(300)의 구동시 상기 그래핀-이온성 고분자층(310)이 상기 이온성 고분자층(330)의 양이온에 영향을 주어 상기 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기(300)의 변위를 유지하는 특성 및 변위량이 향상된다.The graphene-ionic polymer nanocomposite converter 300 shown in this embodiment includes the graphene-ionic polymer layer 310 and the ionic polymer layer 330 repeatedly, thereby providing the graphene-ionic The graphene-ionic polymer layer 310 influences the cation of the ionic polymer layer 330 when the polymer nanocomposite converter 300 is driven, and thus the graphene-ionic polymer nanocomposite converter 300 The property of maintaining displacement and the amount of displacement are improved.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기을 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a graphene-ionic polymer nanocomposite converter according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기(400)는 상기 도 1을 참조하여 설명한 그래핀-이온성 고분자층(110)에 대응하는 그래핀(414)가 분산된 이온성 고분자(412)으로 이루어진 그래핀-이온성 고분자층(410) 및 상기 그래핀-이온성 고분자층(410)의 일측 표면상에 구비된 이온성 고분자층(430)을 포함하고 있다.Referring to FIG. 5, the graphene-ionic polymer nanocomposite converter 400 according to another embodiment of the present invention corresponds to the graphene-ionic polymer layer 110 described with reference to FIG. 1. A graphene-ionic polymer layer 410 composed of an ionic polymer 412 in which graphene 414 is dispersed and an ionic polymer layer provided on one surface of the graphene-ionic polymer layer 410 ( 430).

상기 이온성 고분자층(430)은 상기 이온성 고분자가 층을 이루고 있는 것으로 상기 이온성 고분자층(430)은 상기에서 상술한 바와 같이 PSMI, SSEBS, 나피온 및 SPEEK 중 어느 하나 일 수 있다.The ionic polymer layer 430 is a layer in which the ionic polymer is formed. The ionic polymer layer 430 may be any one of PSMI, SSEBS, Nafion, and SPEEK as described above.

본 실시 예의 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기(400)는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기(100,200,300)들과 차이점이 있는데, 상기 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기(100,200,300)들은 양측 표면상에 전극층(120,220,320)들을 구비함으로 전기에 의해 구동되는 구동기, 즉, 엑추에이터(actuator) 또는 센서로 적용 가능한 구조인데 반해, 본 실시 예의 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기(400)는 전극층을 포함하고 있지 않은 구조로 이루어져 있어 전기에 의해 구동되는 엑추에이터로 적용되지 않고 광에 의해 구동되는 엑추에이터 또는 센서로 적용 가능한 구조로 이루어져 있다.The graphene-ionic polymer nanocomposite converter 400 of the present embodiment is different from the graphene-ionic polymer nanocomposite converters 100, 200, and 300 described with reference to FIGS. 1 to 4. The graphene-ionic polymer nanocomposite converters 100, 200, and 300 described with reference to the electrode layers 120, 220, and 320 on both surfaces have an electric drive, that is, a structure applicable to an actuator or a sensor. The graphene-ionic polymer nanocomposite converter 400 of the embodiment is composed of a structure that does not include an electrode layer, and thus is applicable to an actuator or sensor that is driven by light instead of being applied to an actuator driven by electricity. .

즉, 상기 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기(400)에 광을 조사, 바람직하게는 상기 그래핀-이온성 고분자층(410)에 광을 조사하면 상기 그래핀-이온성 고분자층(410)은 밴딩 구동을 일으키는 반면, 상기 이온성 고분자층(430)은 밴딩 구동을 일으키지 않거나 상기 그래핀-이온성 고분자층(410)과는 다른 정도의 밴딩 구동을 일으켜 상기 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기(400)를 엑추에이터 또는 센서로 동작할 수 있게 한다.That is, the graphene-ionic polymer nanocomposite converter 400 is irradiated with light, preferably, the graphene-ionic polymer layer 410 is irradiated with light, the graphene-ionic polymer layer 410 Is a banding drive, whereas the ionic polymer layer 430 does not cause a banding drive or a banding drive different from that of the graphene-ionic polymer layer 410, thereby causing the graphene-ionic polymer nanocomposite. Allow transducer 400 to operate as an actuator or sensor.

이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.As described above, the preferred embodiments have been illustrated and described, but are not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. And modifications will be possible.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a graphene-ionic polymer nanocomposite converter according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a graphene-ionic polymer nanocomposite converter according to another embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기들을 도시한 단면도들이다.3 and 4 are cross-sectional views showing graphene-ionic polymer nanocomposite converters according to another embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기을 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a graphene-ionic polymer nanocomposite converter according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100, 200, 300, 400 : 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기100, 200, 300, 400: graphene-ionic polymer nanocomposite converter

110, 210, 310, 410 : 그래핀-이온성 고분자층110, 210, 310, 410: graphene-ionic polymer layer

120, 220, 320 : 전극층120, 220, 320: electrode layer

330, 430 : 이온성 고분자층330, 430: ionic polymer layer

Claims (8)

이온성 고분자에 그래핀이 일정 비율로 분산된 그래핀-이온성 고분자층;Graphene-ionic polymer layer in which graphene is dispersed in a predetermined ratio in the ionic polymer; 상기 그래핀-이온성 고분자층의 양측 표면에 구비되는 전극층; 및Electrode layers provided on both surfaces of the graphene-ionic polymer layer; And 상기 그래핀-이온성 고분자층과 상기 전극층들 사이에 구비되는 이온성 고분자층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기.Graphene-ionic polymer nanocomposite converter comprising a; ionic polymer layer provided between the graphene-ionic polymer layer and the electrode layer. 이온성 고분자층;Ionic polymer layer; 상기 이온성 고분자층의 양측 표면에 구비되며, 이온성 고분자에 그래핀이 일정 비율로 분산된 그래핀-이온성 고분자층; 및A graphene-ionic polymer layer provided on both surfaces of the ionic polymer layer and having graphene dispersed in a predetermined ratio in the ionic polymer; And 상기 그래핀-이온성 고분자층들의 표면상에 구비되는 전극층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기.An electrode layer provided on the surface of the graphene-ionic polymer layers; Graphene-ionic polymer nanocomposite converter comprising a. 이온성 고분자에 그래핀이 일정 비율로 분산된 그래핀-이온성 고분자층; 및Graphene-ionic polymer layer in which graphene is dispersed in a predetermined ratio in the ionic polymer; And 상기 그래핀-이온성 고분자층의 일측 표면상에 구비되는 이온성 고분자층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기.Graphene-ionic polymer nanocomposite converter comprising a; ionic polymer layer provided on one surface of the graphene-ionic polymer layer. 이온성 고분자에 그래핀이 일정 비율로 분산된 그래핀-이온성 고분자층으로 이루어지며, 이때 그래핀-이온성 고분자층은 그래핀-이온성 고분자층에 전기장, 자기장 및 초음파 중에서 선택된 어느 하나를 인가하여 상기 이온성 고분자에 분산된 그래핀의 입자들이 일정 방향으로 배열되어 구비되는 것을 특징으로 하는 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기.A graphene-ionic polymer layer in which graphene is dispersed in a predetermined ratio in an ionic polymer, wherein the graphene-ionic polymer layer is any one selected from an electric field, a magnetic field, and an ultrasonic wave in the graphene-ionic polymer layer. Graphene-ionic polymer nanocomposite converter, characterized in that the particles of graphene dispersed in the ionic polymer by applying is arranged in a predetermined direction. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 그래핀은 상기 이온성 고분자에 대해 0.1 내지 1wt%의 비율로 분산되어 있는 것을 특징으로 하는 그래핀-이온성 고분자 나노복합체 변환기.The graphene is graphene-ionic polymer nanocomposite converter, characterized in that dispersed in a ratio of 0.1 to 1wt% with respect to the ionic polymer. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 이온성 고분자층의 이온성 고분자는 PSMI(poly(styrene-alt-maleimide)), SSEBS(sulfonated poly(styrene-ethylene-butadiene-styrene)), 나피온(nafion) 및 SPEEK(sulfonated poly(ether ether ketone)) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 그래핀을 이용한 이온성 고분자 나노복합체 변환기.The ionic polymer of the ionic polymer layer is PSMI (poly (styrene-alt-maleimide)), SSEBS (sulfonated poly (styrene-ethylene-butadiene-styrene)), nafion and SPEEK (sulfonated poly (ether ether) ketone)) Ionic polymer nanocomposite converter using graphene, characterized in that any one of. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 이온성 고분자층의 이온성 고분자는 PSMI(poly(styrene-alt-maleimide)), SSEBS(sulfonated poly(styrene-ethylene-butadiene-styrene)), 나피온(nafion) 및 SPEEK(sulfonated poly(ether ether ketone)) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 그래핀을 이용한 이온성 고분자 나노복합체 변환기.The ionic polymer of the ionic polymer layer is PSMI (poly (styrene-alt-maleimide)), SSEBS (sulfonated poly (styrene-ethylene-butadiene-styrene)), nafion and SPEEK (sulfonated poly (ether ether) ketone)) Ionic polymer nanocomposite converter using graphene, characterized in that any one of. 삭제delete
KR1020090074401A 2009-08-12 2009-08-12 A graphene nano-composite transducer KR100972637B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090074401A KR100972637B1 (en) 2009-08-12 2009-08-12 A graphene nano-composite transducer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090074401A KR100972637B1 (en) 2009-08-12 2009-08-12 A graphene nano-composite transducer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100972637B1 true KR100972637B1 (en) 2010-07-27

Family

ID=42646071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090074401A KR100972637B1 (en) 2009-08-12 2009-08-12 A graphene nano-composite transducer

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100972637B1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101341088B1 (en) 2012-04-05 2013-12-13 상지대학교산학협력단 Laminated electrolyte membrane and produce method, and Redox flow battery including electrolyte membrane
KR101403179B1 (en) 2012-12-27 2014-06-02 주식회사 포스코 Surface treated steel sheet and manufacturing method thereof
US9105844B2 (en) 2011-11-22 2015-08-11 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Piezoelectric device with piezoelectric polymer material
KR20150091846A (en) * 2014-02-04 2015-08-12 한국과학기술원 Composite film including aligned carbon structure and method of fabricating the same
KR101767817B1 (en) * 2016-03-02 2017-08-14 인제대학교 산학협력단 electro active polymer soft actuator by h-BN
KR20190021713A (en) * 2017-08-23 2019-03-06 국방과학연구소 Preparation method of active polymer actuator having boron nitride layer

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090017211A1 (en) 2006-06-13 2009-01-15 Unidym, Inc. Graphene film as transparent and electrically conducting material

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090017211A1 (en) 2006-06-13 2009-01-15 Unidym, Inc. Graphene film as transparent and electrically conducting material

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Jing Li et al., Nafion-graphene nanocomposite film as enhanced sensing platform for ultrasensitive determination of cadmium, May 2009, Electrochemistry Communications, Vol. 11, Issue 5, pp. 1085-1088*
Sasha Stankovich et al., Graphene-based composite materials, Nature Letters, July 2006, Vol. 440, No. 20, pp. 282-286

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9105844B2 (en) 2011-11-22 2015-08-11 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Piezoelectric device with piezoelectric polymer material
KR101341088B1 (en) 2012-04-05 2013-12-13 상지대학교산학협력단 Laminated electrolyte membrane and produce method, and Redox flow battery including electrolyte membrane
KR101403179B1 (en) 2012-12-27 2014-06-02 주식회사 포스코 Surface treated steel sheet and manufacturing method thereof
WO2014104724A1 (en) * 2012-12-27 2014-07-03 주식회사 포스코 Surface-treated steel plate and production method for same
US9783686B2 (en) 2012-12-27 2017-10-10 Posco Surface-treated steel plate and production method for same
KR20150091846A (en) * 2014-02-04 2015-08-12 한국과학기술원 Composite film including aligned carbon structure and method of fabricating the same
KR101588104B1 (en) * 2014-02-04 2016-01-25 한국과학기술원 Composite film including aligned carbon structure and method of fabricating the same
KR101767817B1 (en) * 2016-03-02 2017-08-14 인제대학교 산학협력단 electro active polymer soft actuator by h-BN
KR20190021713A (en) * 2017-08-23 2019-03-06 국방과학연구소 Preparation method of active polymer actuator having boron nitride layer
KR101974643B1 (en) 2017-08-23 2019-05-02 국방과학연구소 Preparation method of active polymer actuator having boron nitride layer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100972637B1 (en) A graphene nano-composite transducer
Sun et al. Single-layer nanosheets with exceptionally high and anisotropic hydroxyl ion conductivity
Kong et al. Carbon nanotube and graphene‐based bioinspired electrochemical actuators
Landi et al. Single wall carbon nanotube− nafion composite actuators
Kosidlo et al. Nanocarbon based ionic actuators—a review
Kim et al. Soft-chemical exfoliation of Na0. 9Mo2O4: preparation and electrical conductivity characterization of a molybdenum oxide nanosheet
Ponnamma et al. Green synthesized materials for sensor, actuator, energy storage and energy generation: a review
JP5110574B2 (en) High-aspect-ratio carbon nanotubes and ionic liquids, conductive thin films and actuator elements
Yang et al. Based mechanical sensors enabled by folding and stacking
Yang et al. Biomimetic porous MXene-based hydrogel for high-performance and multifunctional electromagnetic interference shielding
JP6128508B2 (en) Carbon nanofiber actuator
Bian et al. Enhanced actuation response of Nafion-based ionic polymer metal composites by doping BaTiO3 nanoparticles
Lee et al. Ionic polymer–metal composite actuators based on triple-layered polyelectrolytes composed of individually functionalized layers
JP2005176428A (en) Actuator element
Kong et al. Strong, water-stable ionic cable from bio-hydrogel
Mahmud et al. Multilayer MXene heterostructures and nanohybrids for multifunctional applications: a review
JP4691703B2 (en) Actuator element and manufacturing method thereof
JP2010160952A (en) Conductive thin film including carbon nanotube, polymerizable ion liquid and ion liquid, and actuator element
Jiang et al. Two-dimensional molecular sheets of transition metal oxides toward wearable energy storage
JP2011050195A (en) Actuator
Lazauskas et al. Modification of graphene oxide/V2O5· n H2O nanocomposite films via direct laser irradiation
Saha et al. Extraction of evaporation-driven electrokinetic streaming potential from V2O5 nanochannels through secondary sources
Chaudhury et al. Ion transport in laser-induced graphene cation-exchange membrane hybrids
Gholami laelabadi et al. Facile method of fabricating interdigitated and sandwich electrodes for high-performance and flexible reduced graphene oxide@ polyaniline nanocomposite supercapacitors
Aziza et al. Dion–Jacobson Phase Perovskite Ca2Na n–3Nb n O3 n+ 1–(n= 4–6) Nanosheets as High-κ Photovoltaic Electrode Materials in a Solar Water-Splitting Cell

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130515

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140430

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150805

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee