| 학회 | 한국고분자학회 |
| 학술대회 | 2005년 봄 (04/14 ~ 04/15, 전경련회관) |
| 권호 | 30권 1호, p.585 |
| 발표분야 | 복합재료 |
| 제목 | Band Structure Modification of MWNTs Functionalized by Polymer Coating |
| 초록 | 관능성 고분자에 의해 코팅된 다중벽 탄소나노튜브 (Multi-walled carbon nanotubes, MWNT)의 밴드 구조 (band structure) 변화가 UV/Visable spectroscopy, LDOS (Localized Density of Electronic States) 분석을 통해 조사되었다. 밀도가 1.83 g/cm3, 직경이 5~20 nm, 길이가 10~50 ㎛인 CVD (Chemical Vapor Deposition)법으로 합성된 MWNT (Iljin Nanotech Co. Ltd., Korea)를 실험에 사용하였다. Pristine MWNT는 대부분의 유기용매 및 유기바인더와 반응성이 없기 때문에 현탁액내에서 고분자 코팅이 어렵다. 관능성 고분자와의 반응성 및 현탁액에서의 MWNT 분산성 향상을 목적으로 40% 질산 용액을 이용한 산화과정을 통해 MWNT의 표면에 카르복실기 (-COOH)를 도입하였다. MWNT의 액상 산화 공정과 표면 개질된 MWNT와 관련된 상세한 내용은 이전에 보고한 바 있다1. 표면 개질된 MWNT, 양이온성 계면활성제 및 유기 용제인 2-butoxyethanol을 ultrasonication을 통해 혼련하여 현탁액을 제조한 후, high shear mixing을 통해 aminosiloxane, polypirrolidone, polycarprolactone diol 등의 관능성 고분자를 코팅하였다. TGA (Thermogravimetric Analysis), FT-IR (Fourier Transform-Infrared Spectroscopy) 및 NMR (Nuclear Magnetic Resonance) 분석을 통해 MWNT에 관능성 고분자가 코팅되었음을 확인하였으며, 그 FT-IR 분석 결과를 Figure 1에 나타내었다. 또한 UV/Visable spectra 결과에서 흡광특성을 보이지 않던 MWNT가 관능성 고분자의 코팅에 따라 UV/Visible 영역에서 흡광특성을 나타내었으며, LDOS의 측정을 통하여 MWNT의 밴드구조와 일함수 (workfunction)의 변화를 확인할 수 있었다. 관능성 고분자가 코팅된 MWNT의 흡광도는 Beer-Lambert law를 이용해 계산한 결과, Y. Sun의 보고와 유사하였다2,3. 이는 관능성 고분자의 코팅에 의해서 MWNT의 고유한 밴드 구조가 관능성 고분자의 HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital)와 LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital)와의 중첩에 따른 변화에 기인한 것으로 판단된다. Figure 1. FTIR spectra of the functional polymer-coated MWNTs. 참고문헌 1. Y. J. Kim, T. S. Shin, H. D. Choi, J. H. Kwon, Y. C. Chung, and H. G. Yoon, Carbon, 43(1), 23-30(2005). 2. B. McCarthy, J. N. Coleman, R. Czerw, and A. B. Dalton, J. Phys. Chem. B, 106, 2210-2216(2002). 3. R. Czerw, Z. Guo, P. M. Ajayan, Y. Sun, and D. L. Carroll, Nano Letters, 1, 423-427(2001). |
| 저자 | 김혁수1, 김윤진1, 김준경2, 박민3, 윤호규1 |
| 소속 | 1고려대, 2한국과학기술(연), 3한국과학기술원 고분자하이브리드센터 |
| 키워드 | band structure; polymer coating; multiwalled carbon nanotube; UV/Vis; LDOS |
