[최종목표] 연성 복합소재 기반 스마트 의수 개발[세부목표]- 고감도 촉각센서용 탄소나노복합소재 개발- 다중 객체 위치 인식용 초박막 자기센서 개발- 고자유도 동작 스마트 의수용 형상가변 소재 개발

콜로이드 구조체 복제를 통한 마이크로 로보틱스 시스템 구현

본 연구진은 앞서 수행했던 ‘고성능 플라스틱 전자소자를 위한 다중인쇄공정 기반 기능성 공액고분자 박막제조 연구’에서 다양한 프린팅 기법을 통해 특수 유체 이동 상태를 유도하여 분자 배열 조절 기술을 연구하여 고농도의 유기전자소자를 구현하였고, ‘동시∙다중 인쇄공정 개발을 통한 초정렬 고분자 박막 제조 연구’에서 외부 광학적, 전기적, 자기적 힘을 이용하여 분자 배열을 향상시키는 연구를 진행하여 이들 다양한 외부 힘의 조사와 고분자 박막 모폴로지 및 유기 전자소자 성능과의 관계를 제시하였다. 기 연구과제들을 수행하면서 고분자 박막 모폴로지를 향상시키려는 연구를 수년간 진행해 왔으며, 수많은 박막 형성 시스템과 배향성 향상 연구 데이터를 보유중인 본 연구진은 광학적, 전기적 그리고 자기적 외부 힘에 의한 고분자 배향과 정렬 관계 중 자기장의 활용이 가장 비파괴적이며 대면적 롤투롤 인쇄공정에 적합하다는 판단을 하게 되었다. 하지만 외부 자기장이 기존의 유기 분자에 줄 수 있는 영향력은 미미하기 때문에 안정된 triplet 상태를 갖는 고스핀 유기 고분자를 제작하게 되었고, 이들의 풍부한 라디칼로 인해 작은 세기의 자기장 인가 하에서도 고분자 사슬의 배열에 영향을 준다는 사실을 확인한 바 있다. 이 결과를 바탕으로 유기물의 상자성 및 강자성 성질에 따른 자기장 환경에서의 유기 분자 정렬 정도와 배향에 의한 박막 변화, 유기 전자소자의 성능 변화에 관한 연구를 진행하고자 한다. 고분자 박막 형성 시 분자 응집도 및 결정성이 변화하는 것을 실시간 (in-situ)으로 확인한 바가 있는 본 연구진은 액체-고체 준안정상태 (metastable state)에서 고분자에 자기장을 활용한 인쇄 공정을 진행하고자 한다. 고밀도의 라디칼을 보유한 고분자의 경우 박막 형성 시 분자 배열의 과정에서 자기장에 의한 배열이 가능할 것으로 판단된다. 또한 이미 형성된 고분자 박막을 solvent vapor annealing과정을 통해 준안정상태로 유도함으로써 자기장의 방향 및 시간의 조절을 하며 고분자 정렬을 더 세밀히 제어하고 그 메커니즘을 규명할 수 있을 것이다. 이를 토대로 자기장에 영향을 받을 수 있는 폴리라디칼 고분자를 활용해 유기 전자소자의 활성층 제어를 한다면 edge-on, face-on 등 다양한 배향의 고분자 박막을 형성하여 전하 이동에 최적화 된 모폴로지를 형성하고, 대표적인 유기 전자소자인 유기 트랜지스터와 유기 태양전지의 효율 향상을 증대 시키고자 한다.

본 연구진은 앞서 수행했던 ‘고성능 플라스틱 전자소자를 위한 다중인쇄공정 기반 기능성 공액고분자 박막제조 연구’에서 다양한 프린팅 기법을 통해 특수 유체 이동 상태를 유도하여 분자 배열 조절 기술을 연구하여 고농도의 유기전자소자를 구현하였고, ‘동시∙다중 인쇄공정 개발을 통한 초정렬 고분자 박막 제조 연구’에서 외부 광학적, 전기적, 자기적 힘을 이용하여 분자 배열을 향상시키는 연구를 진행하여 이들 다양한 외부 힘의 조사와 고분자 박막 모폴로지 및 유기 전자소자 성능과의 관계를 제시하였다. 기 연구과제들을 수행하면서 고분자 박막 모폴로지를 향상시키려는 연구를 수년간 진행해 왔으며, 수많은 박막 형성 시스템과 배향성 향상 연구 데이터를 보유중인 본 연구진은 광학적, 전기적 그리고 자기적 외부 힘에 의한 고분자 배향과 정렬 관계 중 자기장의 활용이 가장 비파괴적이며 대면적 롤투롤 인쇄공정에 적합하다는 판단을 하게 되었다. 하지만 외부 자기장이 기존의 유기 분자에 줄 수 있는 영향력은 미미하기 때문에 안정된 triplet 상태를 갖는 고스핀 유기 고분자를 제작하게 되었고, 이들의 풍부한 라디칼로 인해 작은 세기의 자기장 인가 하에서도 고분자 사슬의 배열에 영향을 준다는 사실을 확인한 바 있다. 이 결과를 바탕으로 유기물의 상자성 및 강자성 성질에 따른 자기장 환경에서의 유기 분자 정렬 정도와 배향에 의한 박막 변화, 유기 전자소자의 성능 변화에 관한 연구를 진행하고자 한다. 고분자 박막 형성 시 분자 응집도 및 결정성이 변화하는 것을 실시간 (in-situ)으로 확인한 바가 있는 본 연구진은 액체-고체 준안정상태 (metastable state)에서 고분자에 자기장을 활용한 인쇄 공정을 진행하고자 한다. 고밀도의 라디칼을 보유한 고분자의 경우 박막 형성 시 분자 배열의 과정에서 자기장에 의한 배열이 가능할 것으로 판단된다. 또한 이미 형성된 고분자 박막을 solvent vapor annealing과정을 통해 준안정상태로 유도함으로써 자기장의 방향 및 시간의 조절을 하며 고분자 정렬을 더 세밀히 제어하고 그 메커니즘을 규명할 수 있을 것이다. 이를 토대로 자기장에 영향을 받을 수 있는 폴리라디칼 고분자를 활용해 유기 전자소자의 활성층 제어를 한다면 edge-on, face-on 등 다양한 배향의 고분자 박막을 형성하여 전하 이동에 최적화 된 모폴로지를 형성하고, 대표적인 유기 전자소자인 유기 트랜지스터와 유기 태양전지의 효율 향상을 증대 시키고자 한다.