김영남ㆍ윤소미ㆍ정용채 고분자 과학과 기술 제 35 권 5 호 2024년 10월 345 고분자이다.6 하지만 이러한 기계적 강도를 유지하면서도 자가치유 능력을 부여하는 것은 도전적인 문제로 여겨졌다. 이는 일반적으로 자가치유 능력을 높이면 기계적 성능이 떨어지는 트레이드오프 관계 때문이다. 한국과학기술연구원 KIST 정용채 박사 연구팀은 이 문제를 해결하기 위하여 마이크로 캡슐을 이용한 자가치유 폴리이미드와 disulfide bond 결합이 도입된 semi-aromatic 구조의 높은 기계적 강도를 가지면서도 자가치유가 가능한 소재를 디자인하고 개발하였다.7-9 아울러 구성요소 간의 조성비 조절을 통해 두 특성을 균형 있게 향상시키는 소재를 개발하는 데 중점을 두었다 그림 3 해당 자가치유 폴리이미드의 구성요소 중 사용된 4,4- 4,4-isopropylidenediphenoxy bis phthalic anhydride ...

김영남ㆍ윤소미ㆍ정용채 고분자 과학과 기술 제 35 권 5 호 2024년 10월 347 구조를 통해 열적 자극에 따라 결합을 재형성할 수 있는 특성을 가지며, 이를 통해 동적 공유 결합을 실현하고, 자가치유 및 재활용이 가능한 고분자 구조로 사용할 수 있다 그림 8 쓰촨 대학의 Li Chen 교수 연구팀은 Diels-Alder 반응을 활용한 동적 공유 결합을 통해 자가치유와 재활용이 가능한 탄소섬유 강화 복합소재를 개발했으며, 이를 통해 난연성도 개선한 연구를 보고하였다 그림 9 .12 이 연구에서는 Diels-Alder 반응을 기반으로 한 재활용 및 자가치유 탄소섬유 복합소재는 기존 연구와 차별화되는 몇 가지 구조적 특징과 구체적인 성능 결과를 보여주었다. 이 연구는 인접 분자 엔지니어링 neighboring molecular engineering 을 도입하여, 자가치유 및 재활용 성능을 극대화하고 난연성까지...

김영남ㆍ윤소미ㆍ정용채 고분자 과학과 기술 제 35 권 5 호 2024년 10월 349 제시함으로써 환경적 지속 가능성을 높이는 중요한 성과로 평가된다. 최근 Saito 박사 연구팀은 vitrimer와 탄소섬유 복합소재를 결합하여, 기계적 강도와 재활용성을 동시에 극대화한 연구를 보고하였다.14 특히, 이 연구는 비트리머와 섬유 간의 계면 접착력을 개선하는 데 중점을 두었으며, 이를 통해 복합소재의 성능을 높이는 것을 목표로 하였다. 이종소재간의 계면 접착력을 향상시키기 위하여 비트리머와 탄소섬유 간의 맞춤형 인터페이스 설계를 통해, 두 재료 간의 계면 접착력을 강화하였다 그림 14 기존 복합소재에서 계면 접착력의 약화는 기계적 성능 저하의 주요 원인이었지만, 이 연구에서는 특수 처리된 비트리머를 사용하여 탄소섬유와의 접착 강도를 크게 개선하였다....

강다희ㆍ김찬교ㆍ라윤호ㆍ사민기ㆍ임지수ㆍ박규식ㆍ윤창민 고분자 과학과 기술 제 35 권 5 호 2024년 10월 351 에너지 저장 장치는 전기화학적 반응을 통하여 에너지를 충전 및 방전하여 출력을 발생시키는 장치로, 최근에는 고출력과 긴 수명 특성을 필요로 하는 에너지 저장 장치에 대한 수요가 증가함에 따라 슈퍼커패시터가 주목받고 있다.4 일반적인 커패시터는 출력 밀도가 10 kW kg-1 이상으로 매우 높지만, 에너지 밀도는 상대적으로 낮다. 반면, 배터리의 경우 1 kW kg-1 이하의 낮은 출력 밀도를 보이지만, 높은 에너지 밀도를 지니고 있어 다양한 장치와 설비에 널리 사용된다. 슈퍼커패시터는 이러한 커패시터와 배터리의 장점을 모두 얻기 위해 개발된 에너지 저장 장치로, 높은 에너지 밀도와 출력 밀도를 동시에 갖추고 있어 고출력과 지속성을 요구�...

강다희ㆍ김찬교ㆍ라윤호ㆍ사민기ㆍ임지수ㆍ박규식ㆍ윤창민 고분자 과학과 기술 제 35 권 5 호 2024년 10월 353 기계적 유연성과 안정성을 가지며, 다양한 변형 조건에서도 성능을 유지할 수 있어 플렉서블 전자 기기의 에너지 저장 장치로 주목받고 있다.16 그러나 높은 에너지 밀도와 긴 수명을 보장하기 위해 전기 전도도와 전기화학적 성능을 개선하는 것이 필수적이다.17 국립한밭대학교 윤창민 교수팀은 궐련형 담배 폐기물을 완전히 재활용하여 polylactic acid PLA 필터를 플렉서블 기판으로 활용하여 고성능 플렉서블 전고체 비대칭 슈퍼커패시터 flexible all-solid-state asymmetric supercapacitor, FASC 장치를 개발하였다. 상세히는, 궐련형 담배 폐기물에서 담뱃잎과 필터부는 탄화를 통해 탄소 전구체 heated tobacco waste-derived carbon, HTW-C 로 사용되었다. PLA 필터는 dichloro...