KR20040023613A - 반도체성 중합체 시스템, 이를 채용한 디바이스, 및부식을 제어하는 데에 있어서의 그것의 사용 방법 - Google Patents

Abstract

반도체 구성 요소의 광범위 어레이와, 부식성 환경과 접촉하는 금속 구조체의 표면의 부식을 방지하기 위해, 반도체성 유기 중합체, 전자 장치, 그리고 반도체 기법을 사용하는 반도체 시스템이 제공된다. 이 시스템은, a) 상기 표면의 적어도 일부와 접촉하게 코팅되는 반도체성 유기 중합체 코팅과, b) 부식성 노이즐 필터링 하는 전자 필터(17)를 포함한다. 또, 상기 시스템을 사용하여 부식을 방지하는 방밥도 제공된다.

Description

반도체성 중합체 시스템, 이를 채용한 디바이스, 및 부식을 제어하는 데에 있어서의 그것의 사용 방법{SEMICONDUCTIVE POLYMERIC SYSTEM, DEVICES INCORPORATING THE SAME, AND ITS USE IN CONTROLLING CORROSION}

부식성 환경에서 금속 구조체의 수명을 연장시키는 데에 특히 중점을 둔 부식을 제어하는 각종 방법이 지난 수세기에 걸쳐 발전되어 왔다. 통상적으로 이들 방법은, 강과 같은 철계 금속과, 알루미늄과 같은 비철계 금속의 내부식성을 향상시키고 보다 고가의 합금 사용의 필요성을 피하기 위해 사용되는 보호 코팅을 포함한다. 따라서, 이들은 모두 성능을 개선하고 비용을 절감한다. 그러나, 그러한 보호 코팅은, 통상 부식되거나 더럽혀진 비금속 구조체에 대한 도포성이 나쁘다는 것을 비롯하여, 여러 가지 결함을 갖고 있다.

보호 코팅은 두 가지의 범주에 포함된다. 이들 범주 중 가장 큰 범주는 주위 환경에 대한 물리적 장벽으로서 기능을 하는 페인트와 같은 국소 코팅(topical coating)이다. 제2의 범주는 기부 금속이 부식되는 것을 보호하기 위해 우선적으로 부식되는 아연 또는 카드뮴과 같은 희생 코팅(sacrificial coating)으로 구성된다.

음극 방식과 코팅은 모두 부식의 완화 및 방지를 주된 목적으로 하는 기술 분야이다. 각 처리 과정은 상이한데, 음극 방식은 통상의 전기 화학적 부식 반응을 중화시키도록 외부 전원으로부터 전류를 도입함으로써 부식을 방지하는 반면, 코팅은 자연적으로 발생하는 양극과 음극 사이에, 또는 갈바닉 커플(galvanic couple) 내에서 부식 전류 또는 전자의 흐름을 방지하는 장벽을 형성한다. 이들 방법은 각각 제한된 성공만을 제공하였다. 지금까지는 코팅이 일반적인 부식을 방지하는 데에 있어서의 가장 널리 퍼진 방법이다(Leon 등의 미국 특허 제3,562,124호 및 Hayashi 등의 미국 특허 제4,219,358호 참조). 그러나, 매몰 또는 침지되게 되는 수십만 마일의 파이프 또는 수십만 에이커의 강제(steel) 표면을 보호하는 데에 음극 방식이 사용되고 있다.

음극 방식의 기법은 금속 표면에 그것의 양극 용해율(anodic dissolution rate)이 무시할 정도로 되기에 충분한 음극 전류를 제공함으로써, 그 금속 표면의 부식을 감소시키는 데에 사용된다(예를 들면, Pryor의 미국 특허 제3,574,801호, Wasson의 미국 특허 제3,864,234호, Maes의 미국 특허 제4,381,981호, Wilson 등의 미국 특허 제4,836,768호, Webster의 미국 특허 제4,863,578호, Stewart 등의 미국 특허 제4,957,612호 참조). 음극 방식의 개념은 국지적인 양극 표면과 음극 표면 간의 전위차를 충분한 전류의 인가를 통해 소멸시켜, 음극을 양극의 전위로 극성화시킴으로써 효과를 나타낸다. 다시 말해, 음극 전류를 인가하면, 나머지 양극에서의 부식 속도를 감소시키기보다는 양극으로서 계속 기능을 하게되는 영역을 감소시킨다. 완전한 방식은 모든 양극이 사라졌을 때에 달성된다. 전기 화학적 관점에서, 이는 충분한 전자가 보호 대상의 금속에 공급되어, 금속이 이온화되거나 용해되려는 경향이 중화되었음을 나타낸다.

부식 분야에서의 최근 연구에서, 전기 화학적 부식 과정은 셀 전류(cell current) 및 전극 전위와 같은 전기 화학적 시스템의 전기적 특성에서의 랜덤한 변동과 관련이 있는 것이 확인되었다. 이러한 랜덤한 변동은 당업계에 "노이즈"로서 공지되어 있다. 연구가들은 전기 화학적 시스템에서 부식 과정을 연구하기 위해 노이즈 분석 기법을 적용하기 시작하였다.

Riffe의 미국 특허 제5,352,342호 및 제5,009,757호에는 부식 방지 시스템에서 전자 장치와 조합하여 사용되는 아연/아연 산화물계 실리케이트 코팅이 개시되어 있다. 코팅에서 아연/아연 산화물 입자는 반도체 특성, 주로 Zn-ZnO 상 경계에서 p-n 접합의 특성을 갖는 것으로 개시되어 있다. 역바이어스가 걸릴 때, 이 p-n 접합은 다이오드로서 거동을 하며 그 경계를 가로지른 전자의 운반이 제지되는 것으로서 기재되어 있다. 이러한 억제는 Zn 산화물 자리에서부터 ZnO 표면 상의 산소 환원 자리로의 전자 전달을 제한한다. 결과적으로, 국지적 부식 셀(cell)의 양극과 음극 간의 저항이 증대하고 부식이 감소된다.

평균적으로, Zn-ZnO계 접합은 Zn 표면에서의 Zn의 산화와, ZnO 표면에서의 O₂의 환원과 관련된 전위로 인해 역으로 바이어스될 것이다. 그러나, 상당한 확률적 전압 변동(stochastic voltage fluctuation)이 발생한다. 이러한 전압 변동은 상기 접합에 일시적으로 순바이어스가 걸리게 한다. 순바이어스가 걸릴 때, 상기 접합을 가로지른 전자 운반은 증가하여, Zn의 산화 및 O₂의 환원을 가속시킨다. 결과적으로, 국직적 부식 셀의 양극과 음극 간에 단락(short circuit)이 있어, 부식이 증대된다.

Riffe의 특허에서는 부식 방지 시스템의 전기 화학적 회로에 고정된 값의 캐패시터를 부착할 것을 개시하고 있다. 그러나, 전기 용량의 수준을 제어할 방법이 없고, 임의의 주어진 구조체에서 효율적으로 부식을 방지하기 위해 필요한 전기 용량의 수준을 결정하는 데에 있어서의 어떠한 방법도 제시하지 않고 있다. 따라서, 상기 시스템에서는 효과적이도록 과잉 전기 용량을 사용하는 것이 필요하다.

최근, 전도성 유기 중합체의 개발은 상업적으로 활용할 수 있는 수준에 도달하였다. 이들의 용도로는, 전하-저장 배터리(charge-storage battery), 정전기 방지 필름, 전도성 호스, 가스킷, 케이블 피복, 전도성 직물, 화학적 센서, 전자기 차폐, 가스 분리 맴브레인, 전기 광학적 디바이스, 일렉트로리소그패픽(electrolithographic) 용례에서의 방전 레이어, 부식 방지 페인트가 있다. 이러한 부식 방지 용례 중 하나로는 GeoTech Chemical Company, LLC에서 제조하며 판매자인 미국 오하이오주 소재의 Seegott, Inc를 통해 입수 가능한 CATIZE로서 공지된 상업 제품이 있다. 이는 아연 금속 또는 아연 이온이 도핑된 전도성 폴리아닐린 중합체이며, 금속 구조체 상에서 희생적 음극 방식층으로서 사용된다.

전술한 Riffe의 특허에 개시된 것과 같은 종래의 부식 방지 방법에 있어서의 한 가지 결점은, 쉽게 활용할 수 있는 유일한 색상이 회색이라는 점에서 상기 특허에 개시된 실리케이트계 코팅에 대해 활용할 수 있는 색상의 선택에 대한 유연성이 비교적 없다는 것이다. 이는 대부분 해상용 및 구조물용으로서는 허용할 수 있지만, 비희생적이면서, 특히 자동차 및 운송 산업에서 페인트의 대용물로서 사용하기 위한 색상 범위를 제공할 수 있는 부식 방지 코팅이 필요하다.

본 발명은 유기질 코팅, 전자 장치, 그리고 반도체 기술을 조합한 반도체 시스템과, 부식을 방지하고 종래의 반도체 복합물을 대체하기 위한 그것의 용도에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예의 Zn/ZnO 접합을 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 시스템을 나타내는 등가 회로도이다.

따라서, 본 발명의 하나의 목적은, 특히 전극에 의해 전원에 연결될 때 반도체 특성을 제공하는 전도성 유기 중합체 코팅을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 어떠한 전도성 구조체에도 방식 특성을 제공하는 전도성 유기 중합체 코팅을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전도성 금속 구조체를 부식으로부터 보호하기 위해, 그 금속 구조체의 독특한 특성에 우수하게 조화시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 어떠한 외부 양극, 전해액, 전류 흐름도 없이 유기 중합체계 반도체 기법을 사용함으로써, 전도성 구조체의 부식을 방지하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 최소의 시스템 유지 보수를 요구하면서 장기간의 보호를 제공하는, 전도성 구조체를 부식으로부터 보호하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 방식 특성을 가지면서 페인트 대용물로서 사용하도록 임의의 원하는 색상을 제공할 수 있는 유기 중합체 코팅을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 유기질 코팅과 전자 장치를 사용하면서, 각종 최종 용도에 적용하기가 용이한 반도체성 시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적 및 기타 목적은, 반도체성 유기 중합체 코팅 및 이와 관련된 전자 시스템의 개발에 의해 충족될 수 있으며, 그러한 시스템은 반도체성 유기질 코팅이 배치되는 전도성 구조체에서의 전압 변동을 단지 필터링함으로써 작동할 수 있고, 상기 시스템을 사용하는 방법은,

전도성 구조체를 반도체성 유기 중합체 코팅으로 코팅하고, 코팅된 전도체 구조체에 고정식 전자 필터를 연결하는 단계와,

상기 고정식 전자 필터가 연결되는 상기 코팅에 의해 발생되는 노이즈를 모니터링하는 단계와,

상기 코팅에 의해 발생되는 노이즈를 최소화하는 데에 필요한 방식 필터 응답을 결정하도록 상기 코팅에 연결되는 조절식 필터를 사용하는 단계와,

적어도 상기 방식 필터 응답의 필터 응답을 갖는 수동적 또는 능동적 필터로 상기 조절식 필터를 교체하는 단계를 포함한다.

본 발명은, 전도성 또는 비전도성 구조체 상의 반도체성 유기 중합체 코팅과, 이 반도체성 유기 중합체 코팅에 (직접 또는 간접적으로) 전기적으로 연결되는 캐패시터(즉, 고정식 또는 조절식 필터)를 포함하는 반도체 시스템 및 각종 반도체용례에서의 그 시스템의 사용법에 관한 것이다.

후술되는 상세한 설명을 참조하여 첨부된 도면과 함께 고려할 때 본 발명을 더 잘 이해할 수 있기 때문에, 본 발명의 보다 완전한 진가와, 본 발명의 수많은 부수적인 이점은 쉽게 달성할 수 있다.

광범위의 형태에서, 본 발명은 기재 상의 반도체성 유기 중합체 코팅과, 이 반도체성 유기 중합체 코팅에 전기적으로 연결된 캐패시터(또는 필터)를 포함하는 반도체 시스템을 제공한다. 캐패시터(또는 필터)는 임의의 원하는 전기 용량 수준일 수 있다. 필터를 위해, 부식 방지와 관련하여 이하에 기재하는 고정식 및 조절식 필터 또한 반도체 시스템용으로 사용될 수 있다.

본 발명의 반도체성 유기 중합체 코팅 및 시스템은 각종 전도성 기재와 함께 사용되어, 흥미 있는 특성의 어레이를 제공한다. 본 발명의 반도체성 유기 중합체 코팅 및 시스템은, 도핑되거나 도핑되지 않은 형태의, 폴리아세틸렌, 폴리페닐렌, 폴리푸란, 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리(아릴렌 비닐렌), 그리고 폴리아닐린을 포함하며 이들에 한정되지 않는 임의의 전도성 또는 반도체성 유기 중합체 코팅일 수 있다. 또, 본 발명의 유기 중합체 코팅은 상기 중합체 종류와 임의의 적절한 열가소성 또는 열경화성 중합체의 혼합물, 복합물 또는 콜로이드, 선택적으로는 유리섬유, 미네날 충전제, 탄소 섬유 등과 같은 1종 이상의 통사의 충전제를 갖는 혼합물, 복합물 또는 콜로이드일 수 있다. 다양한 전기 전도성 유기 중합체는, 전체 내용이 본 명세서에 참조로 인용된 Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology[4th Ed., Volume 9, page 61-85(1994)]에 개시되어 있다. 코팅은 유기 중합체 코팅의 전기 전도성을 손상시키지 않는다면, 코팅 및 페인트 산업에서 통상적으로 사용되는 1종 이상의 염료 또는 안료를 사용하여 색상 코팅으로서 배합될 수도 있다. 바람직한 코팅으로, CATIZE(전술한 바와 같이, 폴리아닐린과 아연 금속의 조합), BAYTRON P〔본질적으로 전도성이면서 투명하고, 실질적으로 무색(엷은 청색)인 PEDT/PSS[폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)폴리(스티렌 술포네이트)] 중합체〕, 그리고 LIGNO-PANI(폴리아닐린)이 있으며, 이들 모두는 GeoTech Chemical Company, LLC에서 제조하며, 판매자인 미국 오하이오주 소재의 Seegott, Inc를 통해 입수 가능하다.

본 발명의 반도체 시스템은, 반도체 칩과 같은 반도체 및 전자적 구성 요소, 전하 저장 배터리, 정전기 방지 필름, 전도성 호스, 가스킷, 케이블 피복, 전도성 직물, 화학적 센서, 전자기 차폐, 가스 분리 맴브레인, 전자 광학적 디바이스, 일렉트로리소그래픽 용례에서의 방전 레이어, 그리고 부식 방지 페인트를 포함하며 이들에 안정되지 않는 임의의 종래의 전도성 또는 반도체 용례에 사용될 수 있다. 다양한 기타 반도체 용도 및 그 제조 방법은, 전체 내용이 본 명세서에 참조로 인용된 Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology[4th Ed., Volume 21, page 720-816(1994)]에 개시되어 있다. 상기 시스템은 반도체 칩에서의 반도체 레이어를 제조하는 데에 사용될 수 있으며, 상기 반도체성 유기 중합체가 통상의 반도체 재료를 대체하고 있다. 반도체성 유기 중합체는, 칩 기재 상에 중합체를 용융물로 코팅하거나 액체로서 도포한 후에 그 표면 상에서 건조/경화/중합체화하는 것을 포함하며 이들에 한정되지 않는, 코팅을 형성하는 임의의 통상의 방법에 의해 도포될 수 있다. 중합체를 액체로서 도포하는 한 가지 방법으로, 기재에 중합체 용액을 분사한 후에, 이와 같이 형성된 중합체의 층을 건조시켜 용매를 제거하는 것이다. 용매를 선정하는 것은 사용되는 특정 반도체성 유기 중합체에 의존하며, 당업자의 수준에서는 용이하다. 이상적으로는 용매는 휘발성 유기 물질을 생성하지 않는 용매이며, 가장 바람직하게는 물에 용해될 수 있는 그러한 중합체에 대해서는 물이다. 기타 용매로는, 알코올, 탄화수소, 에테르, 디메틸술폭시드, 디메틸포름아미드, 그리고 메틸 비닐 케톤 또는 아세톤과 같은 케톤을 포함하며 이들에 한정되지는 않는다. 본 발명의 반도체성 중합체는 종래의 네가티브 또는 포지티브 마스킹 및 에칭 기법, 즉 화학적 에칭 및 방사선계 에칭 방법 모두를 사용하여, 임의의 원하는 칩 패턴으로 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 반도체 시스템은 칩, 다이오드, 정류기, 증폭기, 트랜지스터, 그리고 배리스터(varistor)를 포함하며 이들에 한정되지 않는 임의의 종래의 반도체계 디바이스에서의 반도체성 재료를 대체할 수 있다.

본 발명의 반도체성 유기 중합체는 의도된 사용 조건하에서 중합체가 필름 또는 코팅을 형성할 수 있다면, 임의의 원하는 분자량(지시되지 않았다면, 모든 분자량은 중량 평균 분자량이다)을 가질 수 있다(즉, 저온 조건이 우세하다면, 분자량이 낮아도 적절한 코팅 및 필름을 여전히 형성할 수 있음). 바람직한 분자량은 10³내지 10⁷, 보다 바람직하게는 10³내지 10⁶이다. 유기 중합체의 전도성은 분자량의 증가로 변화하기 때문에, 최종 디바이스의 반도체적 특성을 조절하는 데에 중합체의 분자량을 사용하는 것 또한 가능하다. (화학적 조성 또는 분자량이 상이하거나 또는 이들 두 가지 모두가 상이한) 2종 이상의 상이한 중합체를 사용하면, 동일한 디바이스 내에서 상이한 입력에 반응하는 반도체적 특성이 상이한 영역을 제공할 수 있다.

반도체성 유기 중합체가 배치되는 기재는 전도성이거나 비전도성일 수 있다. 전도성 기재는 금속 또는 비금속일 수 있다. 비전도성 기재는 실리콘 웨이퍼 또는 기타 비금속 기재와 같이 절연체로서 기능을 하는 임의의 재료일 수 있다. 이러한 비전도성 또는 전도성 기재의 제조는 반도체 칩 제조 분야에서 당업자에게 공지되어 있다.

바람직한 실시예에서, 본 발명은 부식되기 쉬운 임의의 전도성 구조체에 대해 부식을 방지하는 방법으로, 전도성 구조체를 반도체성 유기 중합체 코팅으로 코팅하고, 그 결과로 얻어진 코팅된 구조체를 고정식 전자 필터에 연결하는 것과, 그러한 시스템에 의해 생성되는 부식성 노이즈를 모니터링하는 것과, 그리고 부식성 노이즈를 최소화하는 데에 필요한 필터 응답을 결정하는 것을 포함하는 방법을 제공한다(본 발명의 맥락에 있어서, "부식성 노이즈"라는 용어는 갈바닉 부식 과정에 의해 발생하는 전압 변동을 나타내는 데에 사용됨). 하나의 실시예에서, 본 발명은 코팅된 구조체에 의해 생성되는 노이즈를 최소화하는 데에 필요한 필터 응답을 결정하기 위해, 조절식 필터를 사용하여 필터 응답을 조절하는 것과, 이어서, 적어도 결정된 방식 필터 응답을 갖는 수동적 전자 필터로 상기 조절식 필터를 대체하는 것을 포함한다. 대안적인 실시예에서, 본 발명은 상기 조절식 필터를 능동적 전자 필터로 대체하고, 상기 시스템에서의 변동을 최소화하기 위해 노이즈를 연속적으로 모니터링하여 필터 응답을 자동적으로 조절하도록 시스템을 모니터링한다.

본 발명은 반도체성 유기 중합체를 전자 필터에 연결함으로써 부식성 노이즈를 최소화한다. 전자 필터는, 본 발명의 맥락에 있어서 주어진 주파수에서의 노이즈의 감소 수준으로서 정의되는 필터 응답을 갖는다. 전술한 바와 같이, 필터는 수동적 저역 RC 필터 또는 능동적 필터일 수 있다. 각 경우에, 필터는 전압 변동을 최소화한다. 이어서, 반도체 코팅에 존재하는 접합은 역바이어스를 유지한다. 반도체성 유기 중합체 코팅에 있어서의 양극에서부터 음극 도메인으로의 시간 평균된(time-averaged) 전자 흐름은 이어서 감소되어, 코팅이 효과적으로 부동태화(passivated)한다.

수동적 저역 RC 필터는 본질적으로 캐패시터와 저항기이다. 본 발명의 시스템의 경우에, 반도체성 유기 중합체 코팅은 저항기로서 다소 기능을 하며, 캐패시터가 RC 필터를 완성하는 것으로 여겨진다. 적절한 능동적 필터로는, 버터워스 필터(Butterworth filter), 베셀 필터(Bessel filter), 그리고 살렌-키 필터(Sallen-Key filter)를 포함하지만 이들에 한정되지 않는다. 이러한 능동적 필터는 상업적으로 이용 가능하며, 및/또는 당업자들에 의해 쉽게 제조될 수 있다. 이러한 능동적 필터는 기본적으로 캐패시터가 있은 연산 증폭기(op-amp) 회로이다. 바람직하게는, 본 발명의 상기 필터의 주 구성 요소는 캐패시터이며, 필터 응답은 주어진 주파수에서의 노이즈를 감소시키는 데에 필요한 전기 용량과 관련이 있다.

본 발명의 노이즈 측정 양태는 특정 용례를 위한 시스템의 설계를 미세하게 조정하는 데에 사용된다. 측정된 노이즈를 기초로, 시스템에서의 요구되는 필터 특성 및 필터 설치 위치는, 항공기, 길이가 긴 교량과 같이 매우 큰 구조체의 경우에도 그 구조체 전체 표면에 걸쳐 일관된 부식 방지를 위해 결정될 수 있고 개량될 수 있다. 본 발명에서는, 코팅된 표면과, 노이즈가 낮고 임피던스가 높은 기준 전극 사이의 전압 변동이 모니터링된다. 적절한 고임피던스의 기준 전극은, 예를 들면 포화 칼로멜 전극(saturated calomel electrode) 또는 포화 황산 전극으로 제조될 수 있다. 이러한 용도에 적절한 상업적으로 이용 가능한 기준 전극은, Beckman Instrument 또는 Corning와 같은 여러 카탈로그 장비 업체들부터 입수할 수 있다. 이러한 전극을 사용하여 모니터링되는 노이즈는 오실로스코프를 사용하여 전압 변동을 확인할 수 있다. 대안적으로, 전극으로부터 얻어진 데이터는 아날로그-디지탈 변환기가 있는 PC 컴퓨터를 사용하여 저장 및 분석될 수 있고, 그 결과로 얻어진 데이터는 고속 푸리에 변환(fast Fourier transform, FFT), 최대 엔트로피 방식(maximum entropy method, MEM method)과 같은 시계열 분석(time series analysis) 프로그램을 사용하여 분석될 수 있다. 이들 방법은 원하는 바에 따라 실시간 결과 또는 지연 결과를 제공할 수 있다. 그러한 방법을 사용하면 오실로스코프에서 거의 평탄한 선을 생성(즉, 노이즈의 최소화)하는 데에 필요한 필터 응답의 수준과, 필터의 배치를 결정할 수 있다. 이는 구조체에서 하나의 지점에서 행해질 수 있고, 또는 보다 미세한 제어를 위해 구조체의 표면 주위에 복수 개의 지점에서 행해질 수도 있다. 전자 필터의 특성과, 필터의 설치 위치는 측정된 전압 변동을 최소화하여 코팅의 부동태화를 최대화하도록 조절될 수 있다. 궁극적인 결과는 임의의 원하는 구조체 형태에 있어서 부식 방지 시스템의 수명의 극적인 증가이다. 이는 부식성 노이즈의 감소로 인해 발생하며, 따라서 반도체성 유기 중합체 코팅의 희생 부식을 크게 감소시킨다.

본 발명의 반도체성 유기 중합체 코팅은 각종 최종 용도에 사용될 수 있다. 그러한 최종 용도중 중요한 것으로는 전도성 구조체의 부식을 방지하는 것이다. 전도성 구조체의 부식을 방지하기 위한 본 발명의 시스템은,

(a) 전도성 구조체의 표면의 적어도 일부에 전도성을 갖고 접촉하는 반도체성 유기 중합체 코팅과,

(b) 코팅된 전도성 기재에 연결되는 캐패시터와 같은 필터와 함께, 배터리 또는 기타 전원과 같은 전자 싱크(electron sink)가 있는, 부식성 노이즈를 필터링하는 수단

을 포함하며, 부식 방지 방법은,

1) 전도성 구조체의 외면을 청결히 하는 단계와,

2) 상기 외면을 본 발명의 반도체성 유기 중합체 코팅으로 코팅하는 단계와,

4) 상기 시스템에서 부식성 노이즈를 최소화하기 위해 전자 필터를 사용하는 단계를 포함한다.

본 발명의 방식 방법과 시스템의 한가지 요체는 전체 시스템(기재, 코팅, 그리고 필터 구성 요소를 포함하지만 이들에 한정하지는 않음)에 의해 생성되는 부식성 노이즈를 측정하고, 소정 전자 필터를 부착함으로써 노이즈를 최소화시키는 것이다.

부식 및 더럽혀지는 것을 방지하기 위한 실시예에서, 본 발명의 시스템은 2개의 상호 의존하는 구성 요소, 즉 (1) 반도체성 유기 중합체 코팅과, (2) 코팅이 도포되는 전도성 구조체에 순 네가티브 바이어스를 부여하는 수단으로 이루어진다. 일반적으로, 반도체성 유기 중합체 코팅은 전도성 표면을, 바람직하게는 금속 표면에 대해 상업적 블라스트 다듬질면으로 그릿 블라스팅(girt blasting)하거나 전도성 비금속 구조체에 대해서 상응하는 가공을 함으로써 청결히 한 후에 그 표면상에 도포된다. 전도성 표면이 그릿 블라스팅 또는 상응하는 방법에 의해 청결히 될 때, 상기 표면에는 0.1mil에서부터 수 mil에 이르는 깊이의 수많은 홈 또는 오목부가 형성될 것이다. 본 발명의 반도체성 유기 중합체 코팅은 청결 처리로 형성된 홈의 깊이보다 더 큰 적어도 2mil의 깊이로, 바람직하게는 2 내지 10mil 깊이, 가장 바람직하게는 7 내지 9mil 깊이로 도포되어야 할 것이다. 아주 큰 홈이 없는 매끄러운 표면상에서는 시스템의 성능을 저해하지 않는다면 코팅이 약 0.5mil 이하의 두께로 도포될 수 있다.

본 발명의 방법 및 시스템을 사용하여 보호될 수 있는 구조체는 부식되기 쉬운 임의의 전도성 재료일 수 있다. 바람직하게는, 상기 구조체는 철계 금속 또는 비철계 전도성 금속의 금속 구조체이다. 통상적으로 금속에는, 철, 강, 알루미늄을 포함하지만 이들에 한정되지는 않는다. 가장 바람직한 실시예에서, 기재는 자동차 또는 기타 운송 수단의 금속 본체이며, 반도체성 유기 중합체 코팅은 전도성 유기 중합체(선택적으로 Zn과 같은 전도성 도펀트를 함유)와, 원하는 바에 따라 코팅에 색상을 부여하기 위해 1종 이상의 염료 또는 안료를 포함한다. 이 실시예에서, 자동차 차체에는 1회의 코팅 도포로 원하는 색상이 제공될 수 있으며, 통상의 자동차 산업에서 요구되는 복수의 코팅 도포[통상, 프라이머층, 색상층, 탑코트(topcoat) 층의 총 3개 이상의 층의 조합]에 비해 방식 특성에 있어서의 현저한 개선이 이루어진다. 더 바람직한 실시예에서, 자동차의 전체 금속 차체는 모든 노출 표면상에 1회의 딥 코팅(dip coating)을 사용하여 본 발명의 반도체성 유기 중합체 코팅으로 코팅되며, 상기 시스템의 전자적 모니터링 및 필터링 장치가 자동차의 최종 조립 후에 부착된다.

본 발명의 반도체성 유기 중합체 코팅은 바람직하게는, (a) 도펀트의 유무와 관계없이 전도성 유기 중합체와, (b) 선택적으로, 금속 산화물의 존재의 유무와 관계없이 1종 이상의 금속 또는 금속 합금을 포함한다. 가장 바람직한 실시예에서, 코팅 내에 함유된 금속 또는 금속 합금은 Zn/ZnO 시스템이다. 전도성 유기 중합체, 또는 (존재하는 경우) 코팅 내의 금속 또는 금속 합금은 보호 대상의 전도성 재료보다 더 높은 산화 전위를 가져야 한다. 가장 바람직하게는, 대부분의 보호 대상 재료의 산화 전위로 인해, 본 발명의 반도체성 유기 중합체 코팅은 금속 산화물의 존재의 유무와 관계없이 1종 이상의 금속 또는 금속 합금을 함유한다. 대부분의 금속에 대한 표준 전극 전위는 공지되어 있으며, 각종 상이한 재료에 대해 이하에 재연되어 있다.

표준 전극의 환원 전위(수소 전극에 대해)

Fe⁺²+ 2e-Fe :-0.41

Zn⁺²+ 2e-Zn :-0.76

Ti⁺²+ 2e-Ti :-1.63

Al⁺³+ 3e-Al :-1.71

Ce⁺³+ 3e-Ce :-2.34

Mg⁺²+ 2e-Mg :-2.38

Ba⁺²+ 2e-Ba :-2.90

Cs⁺²+ 2e-Cs :-2.92

(출처: CRC Handbook of Chemistry and Physics, 60th ed., Ed. Robert C. Weast, CRC Press, Inc., Boca Raton, FL, 1979)

본 발명의 시스템의 코팅과 방법은 보호되는 전도성 재료에 대해 (비록 부식성 노이즈가 최소화된 경우, 희생이 최소화되지만) 희생되기 때문에, 코팅 내에 함유되는 금속을 결정할 때에, 보호 대상의 전도성 재료보다 더 네가티브인 표준 전극 전위를 갖는 금속을 선택하는 것이 중요하다. 예를 들면, (강에 존재하는 것과 같은) Fe를 보호하기 위해, 코팅은 -0.44보다 더 네가티브인 표준 전극 전위를 갖는 Zn, Ti, 또는 다른 임의의 금속을 사용할 수 있다. 알루미늄(-1.68)과 같이 매우 네가티브한 전극 전위를 갖는 금속을 보호하는 경우에는 더 네가티브한 전극 전위를 갖는 금속(예를 들면, Mg)과 조합한, 덜 네가티브한 전극 전위를 갖는 금속(예를 들면, Zn)의 합금을 사용할 수 있다. 이러한 합금은 필요한 희생적 성질을 갖는 코팅을 제공하는 동시에, Mg와 같이 매우 네가티브한 전극 전위의 금속만을 함유하는 코팅으로 발생할 수 있는 극심한 산화를 피할 수 있다. 또한, 전술한 바인더 중 하나의 내로 매우 네가티브한 전극 전위의 금속을 혼입함으로써 코팅이 너무 빨리 희생되는 것을 피할 수 있다. 2종 금속의 합금 대신에, 더 네가티브한 전극 전위의 금속이 실리케이트 바인더의 상대 이온(counterion)으로서 혼입될 수 있다.

본 발명의 코팅은 또한 코팅 내에 채용된 Sn/SnO와 같은 n-형 반도체를 추가로 포함할 수 있다. 게다가, 코팅은 그 코팅의 전도성을 증가시키기 위해 Al 또는 Ga와 같은 금속으로 도핑되거나, 코팅의 전도성을 감소시키기 위해 Li을 1 내지 5%를 도핑한다. 본 발명의 바람직한 코팅에서 금속/금속 산화물 계면(Zn/ZnO)은 전기 화학적 다이오드로서 기능을 한다. 따라서, 코팅은 다이오드로서 기능을 하는 수많은 마이크로도메인(microdomain)을 포함한다. 코팅에 의해 발생되는 부식성 노이즈 때문에, 다이오드는 코팅 내의 마이크로도메인에서의 전도 전위(conductive potential)의 변동으로 인해 주기적으로 온/오프 상태로 절환된다. 전도 전위의 변동과 다이오드의 절환은 코팅이 희생적으로 부식되게 한다. Li 등으로 도핑함으로써 코팅의 전도성을 감소시키면, 다이오드의 절환 전위를 노이즈 변동 곡선에서의 최하점 이하로 낮출 수 있다. 이는 코팅의 희생 부식을 최소화하는 동시에, 여전히 보호 대상의 전도성 구조체를 보호한다.

추가로, 전도성 표면을 위해 반도체성 유기질 코팅을 적절히 선택함으로써, 전통적인 수동적 장벽뿐만 아니라, 신규의 능동적 장벽 모두를 구현할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 본 발명의 코팅의 아연 입자는 아연 금속과 아연 산화물이 접하는 곳에서 금속-반도체 접합을 형성하며, 여기서 아연 산화물이 n-형 반도체이다.

완성된 코팅의 바람직한 실시예가 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 도 1에서는 본 발명의 바람직한 아연/아연 산화물/중합체 코팅(4)의 다공성 성질을 보여준다. 아연 입자(1)는 아연 산화물 층(2)에 의해 피복되어 있고, 산화물로 코팅된 다양한 입자는 전도성 유기 중합체 바인더(3)에 이해 둘러싸여 있다.

본 발명의 전도성 구조체는 금속 구조체 및 비금속 구조체 모두를 비롯하여, 부식의 방지를 필요로 하는 임의의 전도성 구조체일 수 있다. 그러한 금속 구조체의 예로는, 생물 의학적 장치와 같은 소형 구조체뿐만 아니라, 선박, 항공기, 자동차, 군용 탱크, 수송선과 같은 금속제 운송 수단, 금속제 운송 수단 부품, 교량, 철로 연결 기구, 컨테이너, 파이프, 그리고 금속 타워가 있다. 금속제 운송 수단 부품의 예로는, 자동차, 항공기, 기차, 탱크와 같은 군용 육상 운송 수단, 선박 및 기타 해상 운송 수단과 같은 운송 수단의 금속제 부품이 있다. 컨테이너의 예로는, 정제 컨테이너, 저장 사일로, 저장용 큰 상자가 있다. 비금속 전도성 구조체의 예로는, 전도성 콘크리트, 전도성 중합체 구조체가 있다. 부식 과정은 또한 이러한 비금속 전도성 구조체에 영향을 미치며, 또한 본 발명에 의해 최소화될 수 있다. 전도성 콘크리트는 부유식 해상 공항 활주로를 마련하는 데에 가능한 재료로서 제안되었다. 본 발명의 시스템은 상기 콘크리트의 부식을 방지하는 데에 도움이 되며, 그 콘크리트 구조체의 수명 및 구조적 일체성을 연장시킬 것이다.

본 발명에서 달성되는 한 가지 중요 이점은 반도체성 유기 중합체 코팅의 희생 부식을 최소화함으로써, 코팅의 수명을 종래의 코팅 보호 시스템의 수명보다 수배 길게 연장시킬 것이다. 이는 음극 전류의 인가를 통해 수중에서도 달성할 수 있지만, 상당한 전류를 필요로 할 것이며, 제어하는 것은 매우 어려울 것이다. 본 발명의 방법은 코팅에 대해 내부적으로 작용을 하여, 부식 매체가 공기로부터 응축된 습기에 지나지 않는 대기 부식을 방지한다. 이는, 강도를 증가시키려는 설계가 부수적으로 부식하기 쉬운 영역을 증가시키고 있는 자동차 또는 다른 운송 수단의 차체와 같은 표면 및 현대의 선박의 내부 표면을 보호할 뿐만 아니라, 자동차 부품, 교량, 항공기, 그리고 가차를 보호한다는 점에서 매우 중요하다.

또 다른 바람직한 실시예는 응축수가 그것의 높은 염류 함량으로 인해 가장 강한 부식성 물질이며, 음극 보호 시스템이 작용을 하기에는 습기가 불충분한 종래의 선박의 내부 표면에 본 발명의 방법 및 시스템을 사용하는 것이다. 본 발명의 노이즈 필터가 없다면, 코팅은 신속하게 침출될 것이고, 빌지(bilge)로의 응축수의 흐름에 의해 침식될 것이다. 그러나, 본 발명에 따른 노이즈 필터를 금속 기재에 적용할 시에, 그러한 침출은 효과적으로 중지될 것이다.

추가로, 자동차의 강제 기재에 노이즈 필터를 사용하면, 내장 전자 장치에대해 실질적으로 어떠한 간섭도 하지 않는 데, 이는 현재 상품화된 고도로 전산화된 전자적 자동차에 있어서의 중요한 고려 사항이다. 또, 선박의 강제 기재에 사용하면, 노이즈 필터가 배터리 또는 다른 전자 소스를 사용하는 경우에도 코팅을 지나 인지할 수 있을 정도로 방사되는 장(field)을 생성하지 않기 때문에, 배 내에서 전등을 켜는 것보다 더 큰 간섭을 초래하지 않거나, 해를 입기 쉬운 검출 장치에 대해 검출 가능한 신호를 생성하지 않을 것이다. 아연은 그 흡수 특성이 공지되어 있으며, EM 차폐 및 전자적 인클로져를 위해 종종 사용된다. 이와 같이, 본 발명의 시스템이 적용되는 해상 구조물로부터 측정 가능한 EM 방사는 없을 것이다.

본 발명의 고정식 전자 필터는 캐패시터로서 기능을 하며, 이 캐패시터에는 캐패시터가 역바이어스된 상태로 유지되도록 전자 싱크가 부착되어 있다. 바람직하게는, 고정식 전자 필터는 예를 들면 배터리, 바람직하게는 12V 배터리, 그리고 태양 전지와 같은 직류 전류(DC) 전원 수단과, 교류 전류(AC) 전원 수단과 같은 통상의 전원의 조합이다. 비록 이러한 구성 요소들이 상세한 설명에서 "전원"이란 용어로 칭해지지만, 본 발명의 시스템에서는 어떠한 전류 및 전압도 없다는 것을 유념해야 한다. 따라서, 전원이라는 명칭은 단지 편의를 위한 것이지, 전자의 흐름을 부여하기 위해 의도된 것은 아니다. 사용되는 전원 수단은 완전한 회로가 이용 가능하다면, 0.5 내지 20V의 전압, 바람직하게는 10 내지 20V의 전압을 운반하기에 충분할 것이다. 고정식 전자 필터(즉, 전원과 캐패시터)는 기재에 직접 연결되거나 코팅에 연결됨으로써, 코팅된 전도성 기재에 연결된다. 바람직한 실시예에서, 본 발명의 전원 수단은 보호 대상의 전도성 구조체에 직접 연결되는 음의 단자를 갖는다. 상기 전원 수단의 양의 단자는 필터/캐패시터를 경유하여 음의 단자의 접속부에서 멀리 떨어진 상기 구조체의 소정 부분에서 전도성 구조체에 연결된다. 본 발명의 코팅으로서 전도성 유기 중합체를 사용하는 데에 있어서, 그러한 전기적 접속이 전도성 구조체보다는 대신에 유기 중합체 코팅에 직접 이루어질 수 있거나, 양의 단자는 유기 중합체 코팅 또는 전도성 구조체 중 어느 하나에 연결될 수 있고, 음의 단자는 다른 하나에 연결될 수 있다. 본 발명은 단자간의 거리가 증가함으로써 약해지는 전류의 흐름의 생성에 의존하지 않기 때문에, 음의 단자와 양의 단자가 서로 접촉하지 않는 한은 단지간의 거리는 중요하지 않다. 양의 단자의 접속부는 음의 단자의 접속부의 위치로부터 0.01 내지 30m, 바람직하게는 음의 단자의 접속부의 위치로부터 5 내지 10m 떨어진 구조체 상의 소정 위치에 형성될 수 있다.

본 발명의 방법은 시스템의 수명을 자체적으로 관리한다. 종래의 음극 보호 시스템에서와 같이 주기적으로 모니터링 및 제어할 전류 또는 전위가 없다. 또, 본 발명의 시스템은 제어에서 벗어나거나, 주목을 끈 음극 보호 시스템에서 발생할 수 있는 바와 같이 지지 구조체를 심각하게 손상시킬 가능성은 없다. 따라서, 코팅의 수명을 눈에 띄게 감소시키는 유일한 것은 바람 및 물에 의한 마모로부터 발생한다. 코팅의 마모 저항이 갈바닉 부식에 대한 저항보다 다소 크기 때문에, 코팅의 예상 수명은 수십년 길어질 것이다.

게다가, 능동적 필터와, 노이즈 변동을 연속적으로 모니터하고 필터 응답 및 컷오프 주파수와 같은 필터 특성을 조절하는 모니터링 시스템을 사용하는 경우에는, 시간의 경과에 따라 부식의 증대로 인해 희생적 손실의 속도가 증가하는 것을 방지함으로써 코팅의 수명을 연장시킬 수 있다.

도 2에는 본 발명의 시스템을 나타내는 등가 회로도가 도시되어 있다. 이 회로에서, 도면 부호 10은 용해 저항(Rs), 도면 부호 11과 12는 각각 양극(Ea) 및 음극(Ec)에서의 갈바닉 전극 전위이다. 회로에서 노이즈 소스(En)는 도면 부호 13으로 표시되어 있다. 양극(Ra)과 음극(Rc)의 페러데이 임피던스(faradaic impedance)는 각각 도면 부호 14, 15로 도시되어 있다. Zn/ZnO 경계에서의 금속-반도체 접합은 다이오드(D)(16)로서 표시되어 있다. 수동적 필터 또는 능동적 필터의 여부에 관계없이 노이즈 필터(F)는 도면 부호 17로 표시되어 있다.

명백하게도, 본 발명의 수많은 수정예 및 변형예는 전술한 교시를 미루어 보아 가능하다. 따라서, 첨부된 청구의 범위의 보호 범위 내에서, 본 발명은 본 명세서에서 구체적으로 기재한 것 이외로 실시될 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (45)

1. 부식성 환경과 접촉하는 전도성 구조체의 부식을 방지하는 방법으로서,

   (a) 상기 전도성 구조체를 반도체성 유기 중합체 코팅으로 코팅하고, 코팅된 전도성 구조체에 연결되는 전자 필터를 제공하는 단계와,

   (b) 상기 코팅된 전도성 구조체에 의해 발생되는 부식성 노이즈를 모니터하고, 그 부식성 노이즈를 최소화시키기 위해 상기 전자 필터의 필터 특성을 조절하는 단계

   를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 전자 필터는 전원과 캐패시터를 포함하는 것인 방법.
3. 제1항에 있어서, 모니터하고 조절하는 상기 단계(b)는 능동적 필터와 모니터링 수단을 사용하여 연속적으로 수행되는 것인 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 전자 필터는 복수 개의 캐패시터를 포함하며, 상기 단계(b)는 상기 전도성 구조체 상에서의 상기 복수 개의 캐패시터의 각각의 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 전도성 구조체는 금속 전도성 구조체인 것인 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 금속 전도성 구조체는 철계 금속과 전도성 비철계 금속으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속인 것인 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 금속은 강인 것인 방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 금속은 알루미늄인 것인 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 전도성 구조체는 교량 부재, 철로 연결 기구, 정련 장치, 컨테이너, 금속제 타워, 전도성 콘크리트 구조체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 전도성 구조체는 자동차, 자동차 부품, 트럭, 버스, 및 건설 장비로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 반도체성 유기 중합체 코팅은 전도성 유기 중합체와, 1종 이상의 금속, 금속 합금 또는 비금속 반도체 물질을 포함하는 것인 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 전도성 유기 중합체는 폴리아세틸렌, 폴리페닐렌, 폴리푸란, 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리(아릴렌 비닐렌), 폴리아닐린, 그리고 이들의도핑된 복합물로 이루이진 군으로부터 선택되는 요소인 것인 방법.
13. 제11항에 있어서, 상기 1종 이상의 금속 또는 금속 합금은 Zn, Ti, Al, Ga, Ce, Mg, Ba, Cs, 그리고 대응하는 금속 산화물 및 그 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 것인 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 1종 이상의 금속 또는 금속 합금은 Zn, Ti, Al, Ga, Ce, Mg, Ba, 그리고 Cs로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속과, 이로부터 얻어지는 1종 이상의 금속 산화물의 혼합물을 포함하는 것인 방법.
15. 제13항에 있어서, 상기 1종 이상의 금속 또는 금속 합금은 아연/아연 산화물의 조합인 것인 방법.
16. 제1항에 있어서, 상기 반도체성 유기 중합체 코팅은 1종 이상의 염료 또는 안료를 더 포함하는 것인 방법.
17. 전도성 구조체의 부식을 방지하는 시스템으로,

    (a) 반도체성 유기 중합체 코팅과,

    (b) 고정식 전자 필터와,

    (c) 부식성 노이즈 모니터링 수단과,

    (d) 조절식 필터

    를 포함하는 시스템.
18. 제17항에 있어서, 상기 부식성 노이즈 모니터링 수단은 고임피던스의 기준 전극과 오실로스코프를 더 포함하는 것인 시스템.
19. 제17항에 있어서, 상기 조절식 필터는 수동으로 조절 가능한 필터와, 능동적 필터로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 시스템.
20. 제17항에 있어서, 상기 반도체성 유기 중합체 코팅은 전도성 유기 중합체와, 1종 이상의 금속, 금속 합금 또는 비금속 반도체 물질을 포함하는 것인 시스템.
21. 제20항에 있어서, 상기 전도성 유기 중합체는 폴리아세틸렌, 폴리페닐렌, 폴리푸란, 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리(아릴렌 비닐렌), 폴리아닐린, 그리고 이들의 도핑된 복합물로 이루이진 군으로부터 선택되는 요소인 것인 시스템.
22. 제20항에 있어서, 상기 1종 이상의 금속 또는 금속 합금은 Zn, Ti, Al, Ga, Ce, Mg, Ba, Cs, 그리고 대응하는 금속 산화물 및 그 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 것인 시스템.
23. 제22항에 있어서, 상기 1종 이상의 금속 또는 금속 합금은 Zn, Ti, Al, Ga, Ce, Mg, Ba, 그리고 Cs로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속과, 이로부터 얻어지는 1종 이상의 금속 산화물의 혼합물을 포함하는 것인 시스템.
24. 제22항에 있어서, 상기 1종 이상의 금속 또는 금속 합금은 아연/아연 산화물의 조합인 것인 시스템.
25. 제17항에 있어서, 상기 반도체성 유기 중합체 코팅은 1종 이상의 염료 또는 안료를 더 포함하는 것인 시스템.
26. 방식 처리된 운송 수단으로서,

    적어도 하나는 반도체성 유기 중합체 코팅의 층으로 코팅되어 있는 하나 이상의 금속제 외부 부품을 갖는 운송 수단과,

    부식성 노이즈 모니터링 시스템과,

    조절식 필터

    를 포함하는 운송 수단.
27. 제26항에 있어서, 상기 부식성 노이즈 모니터링 시스템은 고임피던스의 기준 전극과 오실로스코프를 더 포함하는 것인 운송 수단.
28. 제26항에 있어서, 상기 조절식 필터는 능동적 필터인 것인 운송 수단.
29. 제26항에 있어서, 상기 반도체성 유기 중합체 코팅은 전도성 유기 중합체와, 1종 이상의 금속, 금속 합금 또는 비금속 반도체 물질을 포함하는 것인 운송 수단.
30. 제29항에 있어서, 상기 전도성 유기 중합체는 폴리아세틸렌, 폴리페닐렌, 폴리푸란, 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리(아릴렌 비닐렌), 폴리아닐린, 그리고 이들의 도핑된 복합물로 이루이진 군으로부터 선택되는 요소인 것인 운송 수단.
31. 제29항에 있어서, 상기 1종 이상의 금속 또는 금속 합금은 Zn, Ti, Al, Ga, Ce, Mg, Ba, Cs, 그리고 대응하는 금속 산화물 및 그 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 것인 운송 수단.
32. 제31항에 있어서, 상기 1종 이상의 금속 또는 금속 합금은 Zn, Ti, Al, Ga, Ce, Mg, Ba, 그리고 Cs로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속과, 이로부터 얻어지는 1종 이상의 금속 산화물의 혼합물을 포함하는 것인 운송 수단.
33. 제31항에 있어서, 상기 1종 이상의 금속 또는 금속 합금은 아연/아연 산화물의 조합인 것인 운송 수단.
34. 제26항에 있어서, 상기 반도체성 유기 중합체 코팅은 1종 이상의 염료 또는 안료를 더 포함하는 것인 운송 수단.
35. 제34항에 있어서, 상기 운송 수단은 자동차이며, 상기 하나 이상의 외부 부품은 자동차 차체의 외부 차체 패널인 것인 시스템.
36. 반도체성 유기 중합체와,

    캐패시터, 고정식 필터, 그리고 조절식 필터로 이루어진 군으로부터 선택되며, 상기 반도체성 유기 중합체에 전도성을 갖고 연결되는 전자 구성 요소

    를 포함하는 것인 반도체 시스템.
37. 제36항에 있어서, 상기 전자 구성 요소는 조절식 필터인 것인 반도체 시스템.
38. 제37항에 있어서, 상기 조절식 필터는 능동적 필터인 것인 반도체 시스템.
39. 제36항에 있어서, 상기 반도체성 유기 중합체는 전도성 유기 중합체와, 1종 이상의 금속, 금속 합금 또는 비금속 반도체 물질을 포함하는 것인 반도체 시스템.
40. 제39항에 있어서, 상기 전도성 유기 중합체는 폴리아세틸렌, 폴리페닐렌, 폴리푸란, 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리(아릴렌 비닐렌), 폴리아닐린, 그리고 이들의 도핑된 복합물로 이루이진 군으로부터 선택되는 요소인 것인 반도체 시스템.
41. 제39항에 있어서, 상기 1종 이상의 금속 또는 금속 합금은 Zn, Ti, Al, Ga, Ce, Mg, Ba, Cs, 그리고 대응하는 금속 산화물 및 그 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속을 포함하는 것인 반도체 시스템.
42. 제41항에 있어서, 상기 1종 이상의 금속 또는 금속 합금은 Zn, Ti, Al, Ga, Ce, Mg, Ba, 그리고 Cs로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속과, 이로부터 얻어지는 1종 이상의 금속 산화물의 혼합물을 포함하는 것인 반도체 시스템.
43. 제41항에 있어서, 상기 1종 이상의 금속 또는 금속 합금은 아연/아연 산화물의 조합인 것인 반도체 시스템.
44. 제36항에 있어서, 상기 반도체성 유기 중합체 코팅은 1종 이상의 염료 또는 안료를 더 포함하는 것인 반도체 시스템.
45. 제36항에 있어서, 상기 반도체성 유기 중합체가 코팅되는 기재를 더 포함하며, 상기 시스템은 반도체 칩, 다이오드, 정류기, 증폭기, 트랜지스터, 그리고 배리스터로 이루어진 군으로부터 선택된 반도체 디바이스를 형성하는 것인 반도체 시스템.