KR102430862B1 - 형상기억 고분자 복합재의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 형상기억 고분자를 포함하는 기판을 인장하는 단계; 상기 인장된 기판 상에 금속 나노섬유 네트워크를 형성하는 단계; 및 상기 금속 나노섬유 네트워크가 형성된 기판에 가해진 응력을 제거하여 구부러진 형태의 금속 나노섬유를 포함하는 금속 나노섬유 네트워크를 형성하는 단계; 를 포함 하는 형상기억 고분자 복합재의 제조방법을 제공한다.

Description

형상기억 고분자 복합재의 제조방법{Manufacturing Method of Shape Memory Polymer Composite}
본 발명은 형상기억 고분자 복합재의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구부러진 형태의 금속 나노섬유를 포함하는 금속 나노섬유 네트워크를 포함하는 형상기억 고분자 복합재의 제조방법에 관한 것이다.
최근 급속도로 발전해 가는 나노 기술, 정보 기술 및 디스플레이 기술로 인하여 언제 어디서나 정보를 접할 수 있는 유비쿼터스 시대로 접어 들고 있으며 이에 따라 휴대가 간편하고 이동성을 가진 모바일 정보 전자 기기의 필요성이 증가되고 있다. 이러한 유비쿼터스 시대를 실현하는 정보화 기기로써 변형이 자유로우며, 유연하고 가벼우며 휴대가 간편한 플렉서블 정보전자 기기의 필요성이 날로 커지고 있다. 상기 플렉서블 정보전자 에너지 기기는 플렉서블 투명전극을 전극으로 사용하여 전류와 빛을 제어하게 된다.
전도성 필름이라고도 불리는 플렉서블 투명전극은 플렉서블 소자용 전극뿐만 아니라, 면 저항(Sheet resistance) 크기에 따라 정전기 방지막, 안테나, 광학 필터로도 응용이 가능한 정보전자 에너지 분야의 핵심 부품 소재이다.
일반적으로 투명전극은 100 Ohm/sq 이하의 면 저항 및 가시광선 영역에서 85% 이상의 광 투과도, 고 내열성, 표면 평활성 등의 특성을 가져야 한다. 기존의 디스플레이에서 폭넓게 사용되는 투명 전도성 산화물, TCO(Transparent Conducting Oxide)는 가시광선 영역에서 높은 광투과 특성을 가지면서도 높은 전기 전도도 특성을 가지는데 그 중에서도 ITO(Indium-Tin-Oxide)는 가장 널리 쓰이는 투명전극이다. 하지만 스퍼터 공정으로 성막 되는 ITO전극은 낮은 변형률을 가지고 있기 때문에 외부 자극에 의하여 쉽게 부서져 버려 저항이 급격하게 증가하고, 유연하지 않아 기존의 성막 조건으로는 플렉서블 디스플레이에 적용하기 어렵다.
이에 따라 유연성이 좋은 그래핀, 탄소나노튜브 등의 전극 소재에 대한 연구가 이루어지고 있는데, 상기 그래핀, 탄소나노튜브 등의 전극 소재를 이용한 플렉서블 투명전극은 ITO 투명전극에 비해 전기적, 광학적 특성이 부족하다는 문제가 있다.
금속 나노재료, 예를 들면, 은 나노재료는 ITO와 유사한 전기적, 광학적 특성과 유연성을 지니고 있어 차세대 플렉서블 투명전극의 전도성 재료로 관심을 받고 있다.
대한민국 공개특허 10-2015-0134773 호는 신축성 전극 및 이의 제조 방법을 개시한다. 상기 공개특허와 같이 종래의 플렉서블 투명전극들은 전도성 확보를 위해 주로 금속 나노와이어를 사용하게 된다. 이 때 사용하는 금속 나노재료 간의 접합의 수가 많거나 접합이 견고하지 못할 경우 저항이 증가하기 때문에 이를 개선해야 할 필요가 있다. 또한 짧은 길이의 금속 나노재료는 기계적 변형에 의해 접합이 분리되거나 재료가 손상되어 저항이 영구적으로 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
상기 금속 나노재료에 신축성을 부여하기 위해서는 구부러진 구조의 섬유를 제작하여야 하는데, 이를 위해 주로 탄성체기반의 기판과의 복합화를 통하여 전극을 제작하게 된다. 예를 들면, 미리 인장을 시킨 탄성체 기판을 고정한 뒤 전도성 섬유와 복합화하고, 상기 기판의 응력을 제거하는 방식으로 구부러진 구조의 섬유를 갖는 복합재료 기판을 제작할 수 있다.
그러나 상기 탄성체들은 인장-회복하는 과정에서 영구변형 및 잔류변형이 발생할 수 있고, 상기 복합재료 기판을 제작하기 위하여 인장된 탄성체 기판을 이용하는데, 인장을 유지하기 위하여 추가적 공정과 장비가 필요하며 이로 인하여 기판의 대면적화에 한계가 존재한다는 문제점이 있다.
또한 주로 사용되는 탄성체 기판 재료인 PDMS는 초기 인장 또는 반복적인 인장에 의해 영구 변형이 발생해 반복적인 전극의 사용에 있어 한계점으로 작용하며, 이러한 영구 변형은 전극의 표면에 영구적인 변형을 발생시켜 성능 또는 구조에 있어 반복적인 사용을 방해하는 문제점이 있다.
따라서, 가시광선 투과도와 전기전도도가 향상되고, 높은 회복율, 변형율로 인하여 잔류 변형이 없으며, 추가적 공정과 장비가 필요하지 않은 플렉서블 투명 전극의 제조방법에 대한 연구가 필요한 실정이다.
대한민국 공개특허 10-2015-0134773 호
본 발명의 일 과제는 구부러진 형태의 금속 나노섬유를 포함하는 금속 나노섬유 네트워크를 포함하는 형상기억 고분자 복합재의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 일 과제는 형상기억 고분자를 포함하는 기판; 및 상기 기판상에 위치하는 구부러진 형태의 금속나노섬유를 포함하는 금속나노섬유 네트워크; 를 포함하는 형상기억 고분자 복합재를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 과제는 상기 형상기억 고분자 복합재를 포함하는 투명전극을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태는 형상기억 고분자를 포함하는 기판을 인장하는 단계; 상기 인장된 기판 상에 금속 나노섬유 네트워크를 형성하는 단계; 및 상기 금속 나노섬유 네트워크가 형성된 기판에 가해진 응력을 제거하여 구부러진 형태의 금속 나노섬유를 포함하는 금속 나노섬유 네트워크를 형성하는 단계; 를 포함 하는 형상기억 고분자 복합재의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 형상기억 고분자는 2개 이상의 전이온도를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 형상기억 고분자는 폴리노보넨, 트랜스 폴리 이소프렌, 스티렌-부타디엔, 폴리사이클로옥텐 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 고분자로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판의 초기 면적에 비하여 105 % 내지 250 %가 되도록 인장하여 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속은 Ag, Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, Ge 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 금속을 포함 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 나노섬유 네트워크를 형성하는 단계는 상기 기판상에 전기 방사 방법에 의해 기 제조된 금속 나노섬유 네트워크를 전사하여 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구부러진 구조의 금속 나노섬유 네트워크를 형성하는 단계는 상기 형상기억 고분자의 전이온도 이상의 온도를 가하여 수행될 수 있다.
본 발명의 일 양태는, 형상기억 고분자를 포함하는 기판; 및 상기 기판상에 위치하는 구부러진 형태의 금속나노섬유를 포함하는 금속나노섬유 네트워크; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 형상기억 고분자 복합재 를제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판의 두께는 20 μm 내지 1,000 μm일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 형상기억 고분자는 2개 이상의 전이온도를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 형상기억 고분자는 폴리노보넨, 트랜스 폴리 이소프렌, 스티렌-부타디엔, 폴리사이클로옥텐 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 고분자로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 나노섬유 네트워크의 두께는 0.5 μm 내지 10 μm일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속은 Ag, Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, Ge 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 금속일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 형상기억 고분자 복합재는 외부자극에 의해 가시광선 투과도가 제어될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 외부자극은 열, 빛, 전기, 자기, pH, 효소, 이온 및 이들의 조합으로 구성된 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 양태는 상기 형상기억 고분자 복합재를 포함하는 투명전극을 제공한다.
본 발명의 형상기억 고분자 복합재의 제조방법은 기판으로써 형상기억 고분자 재료를 활용하여 간단한 외부 자극을 이용한 공정을 통하여 추가적인 장비 또는 공정 필요 없이, 금속 나노재료의 구부러진 구조의 형성을 구현하였다. 이로 인해 본 발명의 제조방법에 의하여 제조된 형상기억 고분자 복합재는 반복적인 굽힘 및 인장 변형에도 초기의 전도도를 유지할 수 있는 유연성 및 신축성을 확보할 수 있다.
또한, 전기방사와 자외선 환원 공정을 이용한 금속 나노섬유 네트워크의 제작으로, 금속 나노섬유 네트워크의 형태 변형 및 손상이 없고, 접합부가 견고히 형성되어 있는 연속적인 금속 나노섬유 네트워크 구조를 제조하여, 상기 형상기억 고분자 복합재의 전기 전도도를 향상시킬 수 있다.
나아가, 본 발명의 형상기억 고분자 복합재는 높은 회복율 및 높은 변형율로 인하여 표면의 일그러짐이 없는 플렉서블 투명전극을 제작할 수 있으므로, 변형이 많은 표피 전자장치(epidermal electronics) 또는 인쇄 가능한 전자장치(printable electronics)에 활용될 수 있고, 전기를 인가하여 열을 발생시킬 수 있으므로, 웨어러블 히터로써 활용될 수 있다. 또한 연속적인 금속 나노섬유 네트워크와 형상기억고분자 기판의 특성을 활용하여 외부자극에 의하여 가시광선 투과도의 제어가 가능한바, 추가적 공정 없이 그 자체로 스마트 윈도우 또는 스마트 디스플레이로도 활용이 가능하며, 형상기억 특성을 보이는 자가변형 전극으로도 활용이 가능하다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 형상기억 고분자 복합재의 제조방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 형상기억 고분자 복합재의 제조방법의 모식도(a-1 내지 a-4) 및 금속 나노섬유 네트워크의 모식도(b 및 c)이다.
도 3은 본 발명의 형상기억 고분자 기판 및 비교예의 기판의 인장 환경에서의 인장 후 잔류 변형 평가(a) 및 변형율 평가(b) 그래프이다.
도 4는 본 발명의 형상기억 고분자 복합재의 굽힘 변형(a) 및 인장 변형(b)에서의 저항 변화율 평가 그래프이다.
도 5는 본 발명의 형상기억 고분자 복합재와 비교예의 인장 변형에서의 저항 변화율 평가 그래프이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 스마트 디스플레이의 전압 인가 후(a) 및 전압 인가 전(b)의 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 스마트 윈도우의 전압 인가 후(a) 및 전압 인가 전(b)의 사진이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
본 발명의 일 양태는 형상기억 고분자 복합재의 제조방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 형상기억 고분자 복합재의 제조방법의 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 형상기억 고분자 복합재의 제조방법의 모식도(a-1 내지 a-4) 및 금속 나노섬유 네트워크의 모식도(b 및 c)이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 형상기억 고분자 복합재(1)의 제조방법은 형상기억 고분자를 포함하는 기판(10)을 인장하는 단계(S100); 상기 인장된 기판 상에 금속 나노섬유 네트워크(20)를 형성하는 단계(S200); 및 상기 금속 나노섬유 네트워크가 형성된 기판에 가해진 응력을 제거하여 구부러진 형태의 금속 나노섬유를 포함하는 금속 나노섬유 네트워크를 형성하는 단계(S300)를 포함한다.
먼저 본 발명의 형상기억 고분자 복합재(10)의 제조방법은 형상기억 고분자를 포함하는 기판(10)을 인장하는 단계(S100)를 포함한다(도 2의 a-2).
본 명세서에서, 형상기억 고분자(shape memory polymers, SMPs)는 열, 빛, 전기, 자기, pH, 효소, 이온 등과 같은 외부 자극에 의해 쉽게 임시적인 형상에서 영구형상으로 되돌아가는 특성을 발현하는 고분자를 의미한다.
상기 형상기억 고분자는 우수한 형상복원력과 공정 및 특성 조절의 편의성 및 저가격화 등으로 형상기억 합금과 형상기억 세라믹 보다 기술적인 장점이 있다.
상기 형상기억 고분자의 활용의 예를 들면, 상기 형상기억 고분자의 원래의 형상을 만든 후 형상기억 고분자를 변형온도(유리전이온도나 용융온도) 이상으로 가열하고 외부의 힘으로 형상기억 고분자를 변형한 후 변형온도 이하로 냉각하여 임의의 형상으로 변형, 외부의 힘을 제거하고 필요 시 변형온도 이상으로 가열하면 원래의 형상으로 회복될 수 있다. 상기 형상기억 고분자는 고온에서 기억된 형상을 상온에서 변형한 후 가열시에만 형상회복이 되고 냉각시에는 형상회복이 이루어지지 않는다.
상기 형상 기억 고분자는 각종 산업에서 자가조립 또는 자가 수리가 가능한 스마트 고분자로 분류되어 고부가 가치를 지니고 있고, 특히 형상 기억 고분자의 방열 성능, 전기 전도 성능, 물리적 성능, 광학 성능 등은 다양한 충전제를 도입함으로써 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 형상기억 고분자는 2개 이상의 전이온도를 가질 수 있다. 상기 형상기억 고분자의 전이온도는 상술한 바와 같이 형상회복이 이루어지는 온도일 수 있고, 본 발명의 형상기억 고분자는 2개 이상의 전이온도를 가짐으로써, 작동 온도에 따라 일방향 이상의 형상회복 거동을 보일 수 있으며 사용하는 고분자의 조성에 따라 선택적으로 작동온도를 설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 형상기억 고분자는 높은 변형율, 높은 회복율 및 가시광선 투과율을 가지고, 상기 형상기억 고분자의 성격을 가지는 고분자라면, 이에 제한되지 않으나, 예를 들면, 폴리노보넨, 트랜스 폴리 이소프렌, 스티렌-부타디엔, 폴리사이클로옥텐 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 고분자, 예를 들면, 폴리사이클로옥텐일 수 있고, 상기 기판(10)의 두께는 가시광선 투과율을 가지고, 인장을 수행하기에 충분한 두께, 예를 들면, 20 μm 내지 1,000 μm일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 기판(10)을 인장하는 단계(S100)는 상기 형상기억 고분자를 포함하는 기판(10)에 힘을 가하여 수행될 수 있고, 상기 힘을 가하는 방법은 본 발명의 분야에서 자명한 방법이면 이를 제한하지 않으나, 예를 들면, 인장 기계를 이용하여 수평 인장할 수 있다. 상기 기판(10)을 인장하는 단계(S100)는 상기 기판(10)의 초기 면적에 비하여 105 % 내지 250 %, 예를 들면, 120 % 내지 200 %, 예를 들면, 150 %가 되도록 인장하여 수행될 수 있다.
종래에 탄성체 기판을 이용하여 플렉서블 투명전극을 제조하는 방법에 있어서, 상기 탄성체 기판의 인장을 유지하기 위하여 추가적 공정과 장비가 필요하며 이로 인하여 기판의 대면적화에 한계가 존재한다는 문제점이 있었다.
본 발명의 제조방법의 경우, 상기 기판(10)은 형상기억 고분자를 포함하는 바, 기판(10)을 인장하는 단계(S100)를 통하여, 인장된 기판(10)의 형태로 유지될 수 있고(도 2의 a-2), 추가적인 공정 또는 장비가 필요하지 않다는 장점이 있다.
다음으로, 본 발명의 형상기억 고분자 복합재(1)의 제조방법은 인장된 기판(10) 상에 금속 나노섬유 네트워크(20)를 형성하는 단계(S200)를 포함한다(도 2의 a-3 및 b).
본 발명의 일 실시예에서, 상기 금속은 전기 전도성을 가지는 물질, 예를 들면, Ag, Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, Ge 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 금속, 바람직하게는 은(Ag)일 수 있다.
상기 은(Ag)이 포함된 나노재료는 종래 플렉서블 투명전극에 사용되는 재료의 대표적인 물질인 ITO와 유사한 전기적, 광학적 특성 및 유연성을 지니고 있는 물질로, 본 발명의 형상기억 고분자 복합재(1)는 상기 은(Ag)이 포함된 금속 나노섬유 네트워크를 포함함으로써, 우수한 전도성, 우수한 투과성, 유연성 및 신축성을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 금속 나노섬유 네트워크(20)를 형성하는 단계(S200)에서 상기 금속 나노섬유 네트워크(20)는 상기 기판(10)에 연신법(drawing), 수형법(template synthesis), 초분자 자기조립법(selfassembly), 화학적 기상 증착법(chemical vapor deposition), 상 분리법(phase separation), 전기 방사법(electrospinning) 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나, 예를 들면, 전기 방사법을 통하여 제조될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 금속 나노섬유 네트워크(20)를 형성하는 단계(S200)는 상기 기판(10)상에 전기 방사 방법에 의해 기 제조된 금속 나노섬유 네트워크(20)를 전사하여 형성될 수 있는데, 상기 전기 방사법은 유, 무기 용액에 고전압을 인가하여 수 마이크로미터에서 수십 나노미터 직경의 나노 섬유를 연속적으로 대량 제조할 수 있는 방법이다. 또한, 자기조립, 상분리, 주형합성 등의 방법들에 비해 간단하고, 재료의 선택에 제한이 없고, 형상에 기인한 높은 비표면적, 공극률 및 구조/크기의 조절이 용이하다는 장점이 있다.
예를 들면, 상기 금속 나노섬유 네트워크(20)는 전기방사 방법에 의하여 미리 제조될 수 있고, 상기 전기방사 방법은 본 발명의 기술분야에서 자명한 방법에 의하여 수행될 수 있다. 상기 전기방사 방법에 의하여 미리 제조되는 금속 나노섬유 네트워크(20)는 상기 전기방사 공정 수행 이후, 자외선 환원공정을 이용하여 제조 될 수 있다.
상기 금속 나노섬유 네트워크(20)의 단위 면적당 밀도에 의해 형상기억 고분자 복합재(1)의 가시광선 투과도 및 전기 전도도가 결정될 수 있고, 상기 금속 나노 섬유 네트워크(20)간의 접합부가 견고할수록 또는 접합부의 수가 적을수록 전도성이 향상될 수 있다.
본 발명의 형상기억 고분자 복합재(1)의 제조방법은 상기 공정을 통하여 형태 변형 및 손상이 없고 접합부가 견고히 형성되어 있으며, 연속적인 구조의 금속 나노섬유 네트워크(20)를 획득할 수 있다. 다만, 상기 금속 나노섬유 네트워크(20)에 포함되는 금속 나노섬유는 후술하는 형상기억 고분자 복합재(1)가 포함하는 구부러진 구조가 아닌, 직선 형태 또는 곡률반경이 큰 곡선 형태 일 수 있다.
상기 획득된 연속적인 구조의 금속 나노섬유 네트워크(20)의 두께는 상기 기판(10)상에 위치하며, 충분한 가시광선 투과도 및 밀도를 가질 수 있는 두께, 예를 들면, 0.5 μm 내지 10 μm일 수 있고, 상기 금속 나노섬유 네트워크(20)의 두께는 상술한 전기방사 방법에서의 노즐크기, 방사 시간 등에 의하여 조절될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 금속 나노섬유 네트워크(20)를 형성하는 단계(S200)에서, 기 제조된 금속 나노섬유 네트워크(20)를 기판(10)상에 전사하는 방법은 본 발명의 기술분야에서 자명한 방법이면 이를 제한하지 않으며, 예를 들면, 상기 기 제조된 금속 나노섬유 네트워크(20)를 인장된 기판(10) 위에 직접 접촉하게 하고 상기 기판(10)의 금속 나노섬유 네트워크(20)가 접촉되지 않은 부분에 용매를 충분히 가하여 전사하는 방법을 이용할 수 있다.
상기 기 제조된 금속 나노섬유 네트워크(20)를 기판(10)상에 전사하는 방법에 따라, 후술하는 금속 나노섬유의 구부러진 형태가 달라질 수 있다. 예를 들면, 상기 전사하는 방법에 따라, 상기 구부러진 형태는 in-plane buckling 형태 또는 out-of-plane buckling 형태일 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.
상기 용매는 물이거나 또는 물과 유기 용매의 혼합용매이며, 상기 유기 용매는 아세톤, 아세토나이트릴, 아세트알데하이드, 아세틱에시드, 아세토페논, 아세틸클로라이드, 아크릴로나이트릴, 아닐린, 벤질알코올, 1-부탄올, n-부틸아세테이트, 싸이클로헥사놀, 싸이클로헥사논, 1,2-디브로모에탄, 디에틸케톤, N,N-디메틸아세트아마이드, N,N-디메틸포름아마이드, 디메틸설폭사이드, 1,4-다이옥산, 에탄올, 에틸 아세테이트, 포름산 에틸, 포름산, 글리세롤, 헥사메틸 포스포아마이드, 메틸 아세테이트, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, N-메틸-2-피롤리돈, 메탄올, 니트로벤젠, 니트로메탄, 1-프로판올, 프로필렌-1,2-카보네이트, 테트라하이드로퓨란, 테트라메틸우레아, 트라이에틸포스페이트, 트라이메틸 포스페이트, 에틸렌다이아민 및 이들 2종 이상의 혼합물 중에서 선택될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 물 또는 에탄올을 사용할 수 있다.
다음으로, 상기 금속 나노섬유 네트워크(20)가 형성된 기판(10)에 가해진 응력을 제거하여 구부러진 형태의 금속 나노섬유를 포함하는 금속 나노섬유 네트워크(20)를 형성하는 단계(S300)를 포함한다(도 2의 a-4 및 c).
본 명세서에서, 응력이란, 외력이 재료에 작용할 때 그 내부에 생기는 저항력을 의미한다. 상기 인장하는 단계(S100)에서 가해진 외력에 의하여, 상기 형상기억 고분자를 포함하는 기판(10)은 응력을 포함하게 되고, 상기 응력을 제거하여 구부러진 형태의 금속 나노섬유를 포함하는 금속 나노섬유 네트워크(20)를 형성하는 단계(S300)를 통하여, 상기 인장된 기판(10)은 본래의 형태로 되돌아 올 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 구부러진 형태의 금속 나노섬유를 포함하는 금속 나노섬유 네트워크(20)를 형성하는 단계 (S300)는 상기 형상기억 고분자의 전이온도 이상의 온도를 가하여 수행할 수 있다.
상기 기판(10)은 형상기억 고분자를 포함할 수 있고, 상술한 형상기억 고분자의 특성에 의하여, 상기 형상기억 고분자의 전이온도 이상의 온도를 가하는 간단한 공정만으로, 상기 기판(10)이 가지고 있는 응력을 제거하고, 상기 기판(10)의 본래의 형태로 되돌아 올 수 있고, 상기 기판(10)의 일면에 존재하는 금속 나노섬유 네트워크(20)에 포함된 금속 나노섬유는 구부러진 형태를 가지게 될 수 있다(도 2의 c).
본 발명의 일 실시예에서, 상기 금속 나노섬유 네트워크를 형성하는 단계(S200)에서 기판(10)에 형성되는 금속 나노섬유 네트워크(20)에 포함되는 금속 나노섬유는 직선 형태 또는 곡률반경이 큰 곡선 형태일 수 있는데(도 2의 b), 상기 구부러진 형태의 금속 나노섬유를 포함하는 금속 나노섬유 네트워크(20)를 형성하는 단계(S300)를 통하여, 상기 직선 형태 또는 곡률반경이 큰 곡선 형태의 금속 나노섬유가 인장된 기판(10)이 원래 형태로 돌아가면서 받게 되는 수축력에 의하여 구부러진 형태가 될 수 있다.
예를 들면, 상기 금속 나노섬유는 다수의 골과 마루를 포함하는 물결모양으로 구부러진 형태일 수 있다.
상기 구부러진 형태는 상술한 금속 나노섬유를 포함하는 금속 나노섬유 네트워크(20)를 전사하는 방법에 따라 in-plane buckling 형태 또는 out-of-plane buckling 형태, 바람직하게는 in-plane buckling 형태일 수 있다.
예를 들면, 기 제조된 금속 나노섬유 네트워크(20)를 기판(10)상에 전사하는 방법으로, 용매, 예를 들어, 물 또는 에탄올을 사용하여 전사하는 방법을 수행하는 경우 기판과 금속 나노섬유 네트워크간의 접착력으로 인해 in-plane buckling 형태를 가질 수 있다. 상기 in-plane buckling 형태의 경우 금속 나노 섬유간의 접촉이 견고해지며 또한 접촉점이 많아 짐에 따라 높은 전기적 전도도를 유지할 수 있게 된다. 또한 광전자 공학 장치(opotoelectric device)의 성능은 표면의 거칠기(roughness) 가 작을수록 향상되는데, in-plane buckling 구조인 경우 out-of-plane buckling 구조에 비하여 낮은 표면 거칠기를 가질 수 있어 높은 성능을 보임과 동시에 반복적인 인장 환경에서 성능을 유지할 수 있다.
상기 응력을 제거하여 구부러진 형태의 금속 나노섬유를 포함하는 금속 나노섬유 네트워크(20)를 형성하는 단계(S300)를 통하여 구부러진 형태를 가지게 된 금속 나노섬유를 포함하는 금속 나노섬유 네트워크(20)로 인하여, 본 발명의 형상기억 고분자 복합재(1)는 유연성 및 신축성을 확보할 수 있고, 나아가, 유연성 및 신축성이 우수한 플렉서블 투명전극에 사용가능 할 수 있다.
종래 금속 나노재료에 신축성을 부여하기 위한 구부러진 구조의 섬유를 제작하는 방법은 예를 들면, 미리 인장을 시킨 탄성체 기판을 고정한 뒤 전도성 섬유와 복합화하고, 상기 기판의 응력을 제거하는 방식을 이용하였다.
그러나 상기 탄성체들은 인장-회복하는 과정에서 영구변형 및 잔류변형이 발생할 수 있고, 상기 복합재료 기판을 제작하기 위하여 인장된 탄성체 기판을 이용하는데, 인장을 유지하기 위하여 추가적 공정과 장비가 필요하며 이로 인하여 기판의 대면적화에 한계가 존재한다는 문제점이 있었다.
본 발명의 형상기억 고분자 복합재(1)의 제조방법은 기판(10)으로써 형상기억 고분자 재료를 활용하여 간단한 외부 자극을 이용한 공정을 통하여 추가적인 장비 또는 공정 필요 없이, 금속 나노재료의 구부러진 구조 형성을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 양태는 형상기억 고분자를 포함하는 기판(10); 및 상기 기판(10)상에 위치하는 구부러진 형태의 금속나노섬유를 포함하는 금속나노섬유 네트워크(20);를 포함하는 형상기억 고분자 복합재(1)를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 형성기억 고분자 복합재(1)는 상기 양태의 형상기억 고분자 복합재(1)의 제조방법에 의하여 제조된 것일 수 있고, 상기 형상기억 고분자를 포함하는 기판(10) 및 금속 나노섬유 네트워크(20)에 대한 설명은 상기 양태에서 설명한 것으로 갈음한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 형상기억 고분자 복합재(1)는 외부자극에 의해 가시광선 투과도를 제어할 수 있다. 즉, 외부자극을 가하면, 상기 형상기억 고분자 복합재(1)의 가시광선 투과도가 달라질 수 있다.
상기 외부자극에 의하여 제어되는 가시광선 투과도는 상기 형상기억 고분자 복합재(1)가 포함하는 형상기억 고분자의 특성에 기인한 것으로, 상기 가해지는 외부자극은 열, 빛, 전기, 자기, pH, 효소, 이온 및 이들의 조합으로 구성된 어느 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
예를 들면, 본 발명의 형상기억 고분자 복합재(1)에 전압을 가하여 가시광선 투과도를 제어할 수 있는데, 가시광선을 투과하여 불투명한 상태의 형상기억 고분자 복합재(1)에 전압을 가하게 되면, 상기 형상기억 고분자에 존재하는 스페률라이트(spherulite) 내의 비정질 사슬과 반정질 사슬의 밀도가 유사하게 변하는 특성에 의하여 가시광선의 반사 및 산란이 감소해 투과도가 증가하는 특성에 의하여, 상기 형상기억 고분자 복합재(1)가 투명 하게 될 수 있고, 반대로, 투명한 상태의 형상기억 고분자 복합재(1)에 전압을 제거하게 되면, 상기 형상기억 고분자의 형상 기억 특성으로 인하여 스페률라이트(spherulite) 내부의 비정질과 반정질 사슬이 원래 형태로 회복되는 특성에 의하여 상기 형상기억 고분자 복합재(1)가 불투명하게 될 수 있다.
본 발명의 형상기억 고분자 복합재(1)는 반복적인 굽힘 및 인장 변형에도 초기의 전도도를 유지할 수 있는 유연성 및 신축성을 확보할 수 있다.
나아가, 본 발명의 형상기억 고분자 복합재(1)는 높은 회복율 및 높은 변형율로 인하여 표면의 일그러짐이 없는 플렉서블 투명전극을 제작할 수 있으므로, 변형이 많은 표피 전자장치(epidermal electronics) 또는 인쇄 가능한 전자장치(printable electronics)에 활용될 수 있고, 전기를 인가하여 열을 발생시킬 수 있으므로, 웨어러블 히터로써 활용될 수 있다.
또한 연속적인 금속 나노섬유 네트워크와 형상기억고분자 기판의 특성을 활용하여 외부자극에 의하여 가시광선 투과도의 제어가 가능한바, 추가적 공정 없이 그 자체로 스마트 윈도우 또는 스마트 디스플레이로도 활용이 가능하며, 형상기억 특성을 보이는 자가변형 전극으로도 활용이 가능하다.
본 발명의 일 양태는 상기 양태의 형상기억 고분자 복합재(1)를 포함하는 투명전극을 제공한다.
상기 형상기억 고분자 복합재(1)에 대한 설명은 상기 양태에서 설명한 것으로 갈음한다.
본 발명의 투명전극은 반복적인 굽힘 및 인장 변형에도 초기의 전도도를 유지할 수 있는 유연성 및 신축성을 확보하여, 잔류 변형을 억제할 수 있으며, 종래 투명전극의 기판으로 가장 널리 사용되는 투명 탄성체인 PDMS와 비교하여, 회복율 및 변형율이 우수할 수 있다.
이하, 본 발명의 제조예, 실시예 및 실험예를 기재한다. 그러나, 이들 제조예, 실시예 및 실험예는 본 발명의 구성 및 효과를 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아님을 명시한다.
실시예
실시예 1. 형상기억 고분자 복합재의 제조
형상기억 고분자인 poly(cyclooctene) (PCO)필름을 25 ℃에서 150 %로 인장하여 임시형상을 유지하고, 상기 PCO필름의 상면에 전기방사 방법 및 자외선 환원방법에 의하여 제조된 은 나노섬유 네트워크를 전사하였다.
상기 은 나노섬유 네트워크가 복합화 된 인장된 PCO필름을 80 ℃로 가열하여 초기 상태로 회복하여, 구부러진 구조의 은 나노섬유가 포함된 은나노섬유 네트워크가 상면에 위치하는 형상기억 고분자 복합재를 제조하였다.
비교예 1. 투명전극의 제조
탄성체 기판인 PDMS필름을 25 ℃에서 150 %로 인장하여 임시형상을 유지하고, 상기 PDMS필름의 상면에 전기방사 방법 및 자외선 환원방법에 의하여 제조된 은 나노섬유 네트워크를 복합화하였다.
상기 은 나노섬유 네트워크가 복합화 된 인장된 PDMS필름의 인장을 제거하여, 구부러진 구조의 은 나노섬유 네트워크가 상면에 복합화된 투명전극을 제조하였다.
실험예 1. 기판의 잔류변형 평가
상기 실시예 1 에서 사용한 PCO필름을 25 ℃ 및 80 ℃에서 각각 인장하고, 비교예 1에서 사용한 PDMS필름을 25 ℃에서 인장하여 인장에 따른 잔류 변형 평가를 실시하고, 결과를 도 5에 도시하였다.
도 3을 참조하면, 150 %인장에서, 상기 PCO필름의 회복율은 98 % 수준이며, 인장 시 잔류 변형은 PDMS필름의 회복율 대비 9% 수준임을 확인할 수 있었다.
또한, 작동 온도에 따라 변형율은 최대 550 %로써 PDMS필름 대비 250 % 이상의 변형이 가능하여, 높은 변형에서 활용이 가능하며, 반복적인 굽힘 및 인장 환경에서도 잔류 변형을 억제할 수 있는 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
도 3의 b)를 참조하면, 동작 온도에 따라 기판의 물성을 유연하거나 단단하게 변화시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.
실험예 2. 저항 변화율 평가
상기 실시예 1 에서 제조한 형상기억 고분자 복합재의 반복적인 굽힘 및 인장 실험에 따른 전도도의 변화 평가를 확인하고, 결과를 도 4에 도시하였다.
도 4을 참조하면, R= 0.45 cm에서의 굽힘 변형(a) 및 10 % 인장에서 인장변형(b)에서 저항 변화율이 크게 나타나지 않은 것을 확인할 수 있었고, 전기전도도가 크게 변화하지 않는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 3. 저항 변화율 평가
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 형상기억 고분자 복합재 및 투명전극의 인장에 따른 전도도 변화 평가를 확인하고 도 5에 도시하였다.
도 5를 참조하면 10 % 인장에서 실시예 1의 전도도 변화는 비교예 1에 비해 일정한 수준을 유지할 수 있었으며 인장 후 전도도의 변화 없이 원래의 전도도를 유지할 수 있음을 확인할 수 있었다.
실험예 4. 가시광선 투과도 제어 평가
상기 실시예 1에서 제조한 형상기억 고분자 복합재를 스마트 디스플레이 및 스마트 윈도우로의 활용가능성을 확인하기 위하여, 전압을 인가하여 가시광선 투과도를 제어하고, 결과를 도 6 및 도 7에 도시하였다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 전압 인가의 외부자극으로, 본 발명의 형상기억 고분자 복합재의 가시광선 투과도를 제어할 수 있음을 확인할 수 있었다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들면, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 형상기억 고분자 복합재
10: 기판
20: 금속 나노섬유 네트워크

Claims (16)

  1. 형상기억 고분자를 포함하는 기판을 인장하는 단계;
    상기 인장된 기판 상에 금속 나노섬유 네트워크를 형성하는 단계; 및
    상기 금속 나노섬유 네트워크가 형성된 기판에 가해진 응력을 제거하여 구부러진 형태의 금속 나노섬유를 포함하는 금속 나노섬유 네트워크를 형성하는 단계; 를 포함 하고,
    상기 금속 나노섬유 네트워크를 형성하는 단계에서 상기 인장된 기판 상에 형성되는 금속 나노섬유 네트워크에 포함되는 금속 나노섬유는 직선 형태 또는 곡선 형태인 것을 특징으로 하고,
    상기 기판의 두께는 20 μm내지 1,000 μm인 것을 특징으로 하고,
    상기 금속 나노섬유 네트워크의 두께는 0.5 μm 내지 10 μm인 것을 특징으로 하는 형상기억 고분자 복합재의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 형상기억 고분자는 2개 이상의 전이온도를 갖는 것을 특징으로 하는 형상기억 고분자 복합재의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 형상기억 고분자는 폴리노보넨, 트랜스 폴리 이소프렌, 스티렌-부타디엔, 폴리사이클로옥텐 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 고분자로 이루어진 것을 특징으로 하는 형상기억 고분자 복합재의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 인장하는 단계는
    상기 기판의 초기 면적에 비하여 105 % 내지 250 %가 되도록 인장하여 수행되는 것을 특징으로 하는 형상기억 고분자 복합재의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속은 Ag, Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, Ge 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 금속인 것을 특징으로 하는 형상기억 고분자 복합재의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 나노섬유 네트워크를 형성하는 단계는 상기 기판상에 전기 방사 방법에 의해 기 제조된 금속 나노섬유 네트워크를 전사하여 형성하는 것을 특징으로 하는 형상기억 고분자 복합재의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 구부러진 구조의 금속 나노섬유 네트워크를 형성하는 단계는 상기 형상기억 고분자의 전이온도 이상의 온도를 가하여 수행되는 것을 특징으로 하는 형상기억 고분자 복합재의 제조방법
  8. 형상기억 고분자를 포함하는 기판; 및
    상기 기판상에 위치하는 구부러진 형태의 금속나노섬유를 포함하는 금속나노섬유 네트워크;
    를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 기판의 두께는 20 μm내지 1,000 μm인 것을 특징으로 하고,
    상기 금속 나노섬유 네트워크의 두께는 0.5 μm 내지 10 μm인 것을 특징으로 하는 형상기억 고분자 복합재.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 형상기억 고분자는 2개 이상의 전이온도를 갖는 것을 특징으로 하는 형상기억 고분자 복합재.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 형상기억 고분자는 폴리노보넨, 트랜스 폴리 이소프렌, 스티렌-부타디엔, 폴리사이클로옥텐 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 고분자로 이루어진 것을 특징으로 하는 형상기억 고분자 복합재.
  12. 삭제
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 금속은 Ag, Ni, Co, Fe, Pt, Au, Al, Cr, Cu, Mg, Mn, Mo, Rh, Si, Ta, Ti, W, U, V, Zr, Ge 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 금속인 것을 특징으로 하는 형상기억 고분자 복합재.
  14. 제 8 항에 있어서,
    외부자극에 의해 가시광선 투과도가 제어되는 것을 특징으로 하는 형상기억 고분자 복합재.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 외부자극은 열, 빛, 전기, 자기, pH, 효소, 이온 및 이들의 조합으로 구성된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 형상기억 고분자 복합재.
  16. 제 8 항의 형상기억 고분자 복합재를 포함하는 투명전극.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105891185A (zh) * 2016-04-08 2016-08-24 广东工业大学 一种贵金属微纳米结构及其制备方法和应用
KR101926034B1 (ko) * 2017-06-29 2019-02-26 한국과학기술연구원 굴곡진 금속 나노와이어 네트워크 박막, 이를 포함하는 신축성 투명전극 및 이의 제조방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101452591B1 (ko) * 2012-11-26 2014-10-22 단국대학교 산학협력단 형상 기억 고분자를 포함하는 자가 복원 나노패턴 구조물 및 이의 제조방법
KR20150134773A (ko) 2014-05-23 2015-12-02 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 신축성 전극 및 이의 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105891185A (zh) * 2016-04-08 2016-08-24 广东工业大学 一种贵金属微纳米结构及其制备方法和应用
KR101926034B1 (ko) * 2017-06-29 2019-02-26 한국과학기술연구원 굴곡진 금속 나노와이어 네트워크 박막, 이를 포함하는 신축성 투명전극 및 이의 제조방법

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