원래 플라스틱은 전기를 통하지 않는데

플라스틱의 일종인 폴리아닐린은 전기를 통하는 플라스틱입니다.

동진쎄미켐에서 전기를 통하는 플라스틱을 만는 것입니다.

물론 서울대와 공동 개발....

...............................................................................

액정표시장치의 배면전극 형성용 도전성 조성물
Conductive composition forming ground electrodes of liquid crystal display

IPC 코드 H01B 1/12 (2006.01)

출원번호 1020080106333 (2008.10.29)

공개번호 1020100047440 (2010.05.10)

출원인 주식회사 동진쎄미켐

청구항 2항
제1항에 있어서,
상기 전도성 고분자는 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜과 그 유도체 및 유사체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 배면전극 형성용 도전성 조성물.

-중략-

요약

본 발명은 액정표시장치의 배면전극 형성용 도전성 조성물에 관한 것으로, 특히 a) 전도성 고분자 0.1 내지 10 중량부; b) 도판트 0.1 내지 10 중량부; c) 실란 커플링제 3 내지 30 중량부; 및 d) 용매 50 내지 90 중량부를 포함하여 조성물 내에서 전도성 고분자의 분산도를 최적화함으로써 액정표시장치에서 투과도와 표면경도가 우수한 대전방지용 배면전극을 제공할 수 있는 액정표시장치의 배면전극 형성용 도전성 조성물에 관한 것이다.

....................................................................................

특허 가용성 폴리아닐린의 제조 방법 2004년
... 응용될 수 있는 가용성 폴리아닐린의 제조 방법이 개시된다. 상기 가용성 폴리아닐린의 제조 방법은 유기용매에 아닐린... 추가 도판트를 투입하고 교반하는 단계를 포함한다. 가용성, 폴리아닐린, 용액 중합, 에탄올, 다이메틸술폭사이드, 산화제, 도판트,...
특허실용 | 출원인 : 주식회사 동진쎄미켐 | 발명자/고안자 : 장정식 외 4 명 | 출원번호 : 1020040069638

 특허 ... 중합을 이용한 고전도성 막대형 폴리아닐린 나노 입자의 제조 방법 2003년
... 막대형(rod shape)을 가지며, 전도도가 우수한 폴리아닐린 나노 입자를 초저온 마이크로에멀젼 중합을 이용하여 제조하는... 폴리아닐린을 형성하는 단계; 및 상기 반응액에 과량의 유기용매를 투입하여, 상기 폴리아닐린과 상기 미셀을...
특허실용 | 출원인 : 주식회사 동진쎄미켐 | 발명자/고안자 : 장정식 외 1 명 | 출원번호 : 1020030017516

특허 마이크로에멀젼 중합을 이용한 폴리아닐린 나노 입자의 제조 방법 2003년
... polymerization 다양한 형태를 가지며, 전도도가 우수한 폴리아닐린 나노 입자를 마이크로에멀젼 중합을 이용하여 제조하는... 중합함으로써 폴리아닐린을 형성하는 단계; 및 상기 반응액에 과량의 유기용매를 투입하여, 상기 폴리아닐린과 상기 미셀을...
특허실용 | 출원인 : 주식회사 동진쎄미켐 | 발명자/고안자 : 장정식 외 1 명 | 출원번호 : 1020030017515

특허 액정표시장치의 배면전극 형성용 도전성 조성물 2008년
... 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 배면전극 형성용 도전성 조성물. 제1항에 있어서, 상기 전도성 고분자는 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜과 그 유도체 및 유사체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는...
특허실용 | 출원인 : 주식회사 동진쎄미켐 | 발명자/고안자 : 이동혁 외 4 명 | 출원번호 : 1020080106333

특허 전도성 고분자 나노화이버를 이용한 전기 활성 물질, 이의 제조방법 및 이... 2005년
... 활성금속 나노입자 를 포함하는 전기 활성 물질. 제 1항에 있어서, 상기 전도성 고분자 나노화이버는 폴리아닐린(polyaniline), 폴리페닐렌(poly(p-phenylene)), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 및 폴리피롤(polypyrrole)로 이루어진 군으로부터 1종...
특허실용 | 출원인 : 주식회사 동진쎄미켐 | 발명자/고안자 : 최동웅 외 2 명 | 출원번호 : 1020050094336

제 3의 혁명, 금속이 된 플라스틱
과학향기  
  
 
화학의 발전은 연금술사의 공이 크다. 철이나 구리 등 값싼 금속으로 값비싼 금을 만드는 연금술은 수많은 과학자를 자극했다. 비록 연금술은 성공하지 못했지만 이 과정에서 새로운 물질이 만들어지거나, 새로운 성질이 밝혀지기도 했다. 원래 물질과는 전혀 다른 새로운 성질의 물질을 만든다는 점에서 연금술은 여전히 매력적이다.

오늘날에도 연금술사를 꿈꾸는 이들이 있다. 물론 값싼 금속으로 금을 만드는 고대의 연금술은 아니다. 대신 플라스틱으로 금속을 만들려는 연금술사다. 이들이 만드는 것은 바로 ‘전기가 흐르는 플라스틱’이다. 전기에 감전되지 않도록 전선을 피복한 것이 플라스틱인데 앞뒤가 맞지 않는 소리로 들린다. 전기가 흐르는 플라스틱이란 과연 무엇일까?

우선 플라스틱의 역사를 잠깐 살펴보자. 플라스틱이 세상에 나온 건 우습게도 당구공 제조업자들이 내건 상금 때문이다. 처음에 당구공은 코끼리 상아로 만들었지만 아프리카 코끼리가 급속히 줄자 상아의 값이 치솟았다. 그래서 미국 당구공 제조업자들은 상아를 대체할 물질을 찾기 위해 1만달러의 상금을 걸었다. 이에 미국인 하야트 형제가 니트로셀룰로오스와 장뇌(녹나무를 증류하면 나오는 고체 성분으로 화약과 방충제의 원료로 쓰임)를 섞어 천연수지를 만들었는데 이것이 최초의 플라스틱이었다.

초기 플라스틱은 단순히 분자 고리가 1만개 이상인 고분자에 불과했다. 그 뒤 석유로 플라스틱을 만들 수 있다는 사실이 알려지며 다양한 플라스틱이 개발됐다. 이들은 마음대로 가공할 수 있는 장점이 있어 일상 곳곳에 침투하기 시작했다. 가히 ‘플라스틱 혁명’이라 불릴만한 것이었다. 하지만 불에 타기 쉽고, 수백 년 동안 썩지 않아 환경오염을 일으키는 단점이 있었다.

이런 이유로 기존 플라스틱의 단점을 보완한 특수 플라스틱이 개발됐다. 기능성 고분자로 불리는 ‘제2의 플라스틱’ 혁명기를 맞이한 것이다. 예를 들어 항균이나 무염료 발색, 전자파 차폐, 냄새 제거 등 특수한 기능을 가진 플라스틱이다. 하지만 과학자들은 여기에 그치지 않고 금속 성질의 플라스틱을 개발하는데 박차를 가했다.

1977년 일본 도쿄기술연구소의 시라카와 박사팀은 화학실험 중 반응촉매를 1000배나 넣는 실수를 했다. 뜻밖에도 반응용액의 표면에 찬란한 은색 광택의 고분자 박막이 생겼다. 시라카와 박사팀이 찾던 순수한 트랜스(trans) 형태주1)의 ‘폴리아세틸렌’이 만들어진 것이다. 폴리아세틸렌은 오래전부터 과학자들 사이에 전기전도성을 지닐 가능성이 높은 물질로 지목돼 왔었다.

때마침 일본에서 개최하는 학술회의에 참석한 미국 펜실베이니아주립대 화학과 앨런 맥디아미드 교수가 이 소식을 전해 들었다. 맥디아미드 교수는 물리학자 앨런 히거 교수와 함께 같은 주제로 연구 중이었다. 이후 세 사람은 공동연구로 폴리아세틸렌에 요오드를 입히면 전기전도도가 무려 10억배나 커진다는 사실을 알아냈다. 다시 말해 고분자 물질인 플라스틱에 전기가 흐른다는 얘기다. 이들은 이 공로로 2000년 노벨 화학상을 공동 수상한다.

전기가 흐른다는 것은 물체에 전자를 전달하는 ‘캐리어’(carrier)가 있다는 얘기다. 일반적으로 캐리어가 들뜬 전자뿐인 줄 알지만 전자가 비워진 공간도 캐리어 역할을 한다. 일반적으로 탄소원자는 결합할 수 있는 4개의 손을 가졌다. 폴리아세틸렌의 탄소원자는 다른 탄소 2개와 수소 1개와 결합하고, 1개의 손이 빈다. 따라서 이 비어있는 손에 전자가 붙었다 떨어졌다 하며 전기가 흐를 수 있는 것이다.

그런데 시라카와 교수 등이 개발한 플라스틱은 전기는 흘렀지만 공기 중에 노출시키면 쉽게 부식돼 제품으로 만들 수 없었다. 또 ‘전도성 고분자’지만 금속으로 볼 것이냐 하는 문제도 있었다. 일반적으로 금속은 전기전도도가 온도에 비례해 증가하는 반면 시라카와 교수 등이 개발한 고분자는 온도가 낮아지면 어느 정도 전기전도도가 낮아지다가 일정 온도를 기점으로 다시 증가하는 특이한 성질을 보였다.

따라서 전도성 고분자에 전기가 흐르는 메커니즘에 대한 논란은 30년 넘게 야기돼 이를 응용하려는 학자들에게 걸림돌로 작용돼 왔다. 이때 한국인 과학자가 명쾌한 ‘해법’을 제시했다. 바로 이광희 부산대 교수팀과 이석현 아주대 교수팀이 그 주인공이다. 이들은 물에서 고분자를 합성하는 기존 방법 대신 물과 기름을 함께 섞어 합성하는 방법으로 새로운 ‘폴리아닐린’이란 전도성 고분자를 개발했다.

기존의 전도성 고분자 합성법은 물에서 고분자를 합성해 분자 덩어리가 무작위로 붙어 순도가 떨어졌다. 분자를 사람으로 비유하면 마치 (머리-다리)-(배-머리)-(다리-발목)처럼 순서와 방향 없이 붙었다는 얘기다. 그러나 한국인 연구팀은 물과 기름이 섞이지 않는 현상을 이용해 분자가 잘 정렬되는 ‘자기안정화 기법’을 개발했다. 따라서 분자가 (머리-다리)-(머리-다리)-(머리-다리)처럼 가지런히 정렬돼 순도가 높아졌다.

이렇게 만들어진 폴리아닐린은 폴리아세틸렌보다 월등히 높은 전기전도도를 보였다. 또 전도성 고분자로는 최초로 온도가 낮아짐에 따라 전기저항도 낮아지는 금속의 특성을 보여줬다. 이로서 30년 넘게 지속된 금속이냐 아니냐는 논쟁은 한국인 과학자에 의해 마침표를 찍게 됐다. 연금술사처럼 플라스틱으로 금속을 만들어낸 것이다. 이 결과는 지난해 ‘네이처’지에 실려 세계적인 주목을 받았다.

이제 머지않아 전기가 흐르는 플라스틱의 개발로 그동안 금속으로 만들었던 모든 전기·전자 기기들을 대체할 수 있게 됐다. 플라스틱은 가볍고, 외부충격에도 강하며, 마음대로 성형할 수 있는 장점이 있다. 마음대로 휘어지는 플라스틱 디스플레이, 속까지 다 비치는 진정한 투명 전자제품, 기존의 1/10도 안되는 무게의 전자파 차단장치 등 그 활용은 무궁무진하다. 이제 ‘제2의 플라스틱 혁명’을 넘어 ‘제3의 플라스틱 혁명’을 기대해 본다. (글 : 서금영 과학전문 기자)

주1

트랜스 형태 : 트랜스(trans)는 사물의 성질이나 위치가 바뀌거나 엇갈려 있는 상태를 표현하는 단어다. 반면 시스(cis)는 사물의 성질이나 위치가 같은 편에 달린 상태를 뜻한다. 같은 분자식을 가진 물질도 트랜스 형태와 시스 형태로 두가지로 존재할 수 있다. 불순한 고분자는 트랜스와 시스 형태가 혼합돼 있다.

과학향기 출처 : KISTI의 과학향기

 ..............................................................................

전기 통하는 금속 특성 플라스틱 개발­,,,,접는 TV 실현 눈앞에

지면일자 2006.05.05   

순수하게 금속성질을 나타내면서 전기가 통하는 플라스틱이 부산대학교 교수팀이 주도하는 국내 연구진에 의해 세계 최초로 개발됐다.

과학 학술지 ‘네이처’는 5월 4일자에서 부산대학교 이광희 교수(45·제1저자 및 주교신 저자) 연구팀과 아주대학교 이석현 교수(54) 연구팀의 이 같은 연구결과가 담긴 논문 ‘Metallic Transport in Polyaniline’을 소개했다.

네이처에 따르면 연구팀은 자체 개발한 ‘자기안정화 분산기법(Self-stabilized dispersion polymerization)’이라는 독창적 합성법을 이용해 기존 전도성 고분자와는 전혀 다른 새로운 물리적 특성을 나타내는 전도성 고분자 ‘폴리아닐린’을 개발하는 데 성공했다. 이 물질은 높은 전기 전도성을 띨 뿐만 아니라 이 계통 물질에서는 이례적인 순수한 금속의 특성을 나타낸다. 또 휘어짐이 가능해 외부충격에 깨어지지 않는 전기소재로 사용될 수 있어 향후 두루마리 TV, 태양전지를 이용한 휴대형 충전장치, 입을 수 있는 디스플레이 등의 개발에 핵심소재로 이용할 수 있는 세계 최고 수준의 원천기술로 평가되고 있다.

전기가 통하는 플라스틱으로 알려진 전도성 고분자(컨덕팅 폴리머)는 1970년대 후반에 처음 발견된 이후 새로운 전기 전자 물질로서 많은 연구를 촉발시키며 현재까지 비약적인 발전을 거듭해 왔다. 논문의 주교신 저자 이광희 교수는 서울대 원자핵공학과와 한국과학기술원 물리학과를 졸업, 미국 캘리포니아주립대에서 물리학 박사학위를 받았으며 현재 부산대 물리학과 교수로 재직중이다. 공동교신 저자 이석현 교수는 서울대 화학과와 한국과학기술원 화학공학과를 졸업하고 프랑스 루이파스퇴르대학에서 박사학위를 받은 후 현재 아주대학교 분자과학기술학과 교수로 근무하고 있다.

부산=전자신문

................................................................

안전한 수소저장 물질 발견
| 기사입력 2006-08-05 13:05 | 최종수정 2006-08-05 13:05 
   
  
(::임지순 서울대 교수 연구결과 ‘피지컬 리뷰레터’ 게재::)

서울대 물리천문학부 임지순(55·사진) 교수팀은 4일 다량의 수 소를 상온에서 고체 상태로 저장할 수 있는 새로운 물질 구조를 발견했다고 밝혔다. 연구 결과는 물리학 분야 세계 최고 권위의 학술지 ‘피지컬 리뷰 레터(Physical Review Letters)’ 4일자에도 게재됐으며, 수소자동차 상용화를 크게 앞당길 것으로 기대된다.

임 교수팀은 “슈퍼 컴퓨터를 이용, 다양한 물질들을 조합해 수 백가지의 새로운 물질 구조를 설계해보는 방법으로 상온·상압( 常溫·常壓)의 상태에서 다량의 수소를 안전하게 저장할 수 있는고체 물질을 발견했다”며 “수소자동차가 상용화될 수 있을 정도로 충분한 양의 수소를 저장할 수 있다”고 밝혔다.

임 교수팀은 폴리아세틸렌, 폴리아닐린 등 플라스틱을 이루는 물질인 ‘폴리머’를 분산시긴 뒤 ‘티타늄’ 원자를 달아 이 물질을 만들었다고 설명했다. 특히 이 물질은 수소자동차 상용화의 척도로 꼽히는 미국 에너지성의 2010년 목표치보다 25% 이상 많 은 수소 저장 능력을 보일 것으로 예측되고 있다.

수소자동차는 수소와 산소가 결합해 물이 되면서 나오는 증기를 연료로 이용하는 자동차로 에너지문제와 환경문제를 동시에 해결하기 위한 획기적 대안으로 평가받고 있다. 하지만 현재 주로 이용되고 있는 가스 상태의 수소를 탱크에 압축, 저장하는 현재의 방법은 큰 부피와 폭발 위험성 때문에 상용화에 어려움을 겪어 이번 연구 결과는 또 새로운 물질 구조를 컴퓨터만으로 설계할 수 있다는 것을 증명했다는 점에서도 의미가 있는 것으로 평가받는다. 조합법(combinatorial method)으로 불리는 이같은 방법론 은 신약 개발 과정에서 주로 이용되어왔다.

서울대 관계자는 “이번 연구를 통해 수소자동차의 상용화 가능 성을 크게 높이는 한편 청정 에너지와 대체 에너지로 평가받는 수소 에너지 개발 분야의 세계적 경쟁에서 유리한 위치를 확보하게 됐다”고 밝혔다.

음성원기자  문화일보

..............................................................................

금속 수명도 연장한다...독일 오르메콘연구소
| 기사입력 2000-12-19 15:03 | 최종수정 2000-12-19 15:03 
   
 
　<장욱>　공기중의 산소와 접촉하는 금속은 화학반응을 일으켜 부식하기 마련인데 이러한 금속의 수명을 연장할 수 있는 기술이 개발됐다.

　독일 오르메콘연구소 과학자들은 다양한 금속 구조물의 부식을 방지하는데 적용이 가능한 새로운 전도성 고분자 개발, 최근 워싱턴에서열린 미국 화학회에서 이 사실을 보고했다.

　전통적인 부식방지제는 금속과 공기 사이에 일시적인 차단막을 형성해 금속의 표면과 산소와의 접촉을 막아주도록 고안돼 있다.

　연구팀은 이 대신 부식을 일으키는 화학반응에 직접 개입해 부식 속도를 늦출 수 있는 전도성 고분자(폴리아닐린)을 개발했다.

　폴리아닐린은 2가지의 기능을 갖고 있는데 반응성이 낮아 코팅된 금속 표면의 안정성을 확보하게 해 주고 나아가 금속 표면에 순수 금속산화물 층을 형성하게 하는 것이다. 이를 통해 금속의 부식속도를 늦추게 된다.

　연구팀은 "이 고분자로 금속표면을 코팅할 경우 자동차나 금속 교량의 수명을 100배 이상 연장시켜 줄 수 있다."며 "그 이유는 폴리아닐린이 실제 유기 금속 이기 때문."이라고 설명했다.

t ⓒ 매일경제

...................................................................................

"`영하 268도`서 전도체되는 플라스틱 개발"
`폴리아닐린`, 초저온에서 순수 금속처럼 전기 통해

입력시간 :2006.05.04 02:57[이데일리 백종훈기자]

영하 268도에서 전기가 잘 통하는 플라스틱이 나온다.

아주대 이석현 교수 연구팀은 새 플라스틱 제조기법을 개발, 영하 268도의 초저온에서 높은 전도율을 보이는 `폴리아닐린`을 만들었다고 4일 밝혔다.

이는 초저온에서 순수 금속처럼 전기가 흐르는 플라스틱으로, 전도율이 큰 폭으로 개선됐다. 이는 플라스틱이 온도가 낮아지면 전기가 꽤 흐르다가, 일정온도로 내려가면 다시 전기가 통하지 않게되는 점을 개선한 것이다.

이 교수팀은 이로써 향후 접는 디스플레이나 전자파 차단 등 첨단 IT제품에 활용될 수 있을 것이라고 기대했다. 또 이 교수팀은 `전기가 통하는 플라스틱`이 IT산업뿐만아니라 군수산업에서 각광을 받을 수 있다고 덧붙였다.

이번 연구내용은 4일자로 네이처誌 인터넷판에 게재됐다.DB

 ..............................................................................

박찬범 교수팀, 전도성 고분자 나노선·나노튜브 개발

지면일자 2009.06.15     이은용기자   전자신문

     
박찬범 교수(왼쪽)와 유정기 연구원.한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 박찬범 교수와 유정기 연구원이 자연계 펩타이드(peptide) 자기조립기술을 이용해 전도성 고분자 나노선(Nanowire)과 나노튜브(Nanotube) 소재를 개발했다고 15일 밝혔다.

박 교수팀은 아미노산 두 개로 구성된 단순한 ‘펩타이드’를 수만 개 이상 스스로 조립시켜 머리카락의 1000분의 1 정도 두께를 가진 나노선을 만든 뒤 전도성 고분자 물질인 ‘폴리아닐린(polyaniline)’을 얇게 입혀(코팅) ‘코어(Core)·쉘(Shell)’ 구조를 가진 나노선을 제조했다. 연구팀은 또 전도성 나노선의 펩타이드 코어 부분을 선택적으로 제거해 폴리아닐린으로만 구성된 전도성 나노튜브(지름 5000분의 1mm)를 만들었다.

박 교수팀은 이 나노선·나노튜브 소재가 태양전지, 여러 센서·칩 등을 개발할 때 응용할 수 있을 것으로 기대했다.

관련 논문은 15일 발간된 독일 ‘안게완테 케미(Angewandte Chemie)’지에 게재됐다.

이은용기자