대표적인 전도성 고분자의 작동 원리 및 역사 그리고 대표 물질

소개글

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목차

Ⅰ. 서론
Ⅱ. 본론
Ⅲ. 결론
Ⅳ. 참고문헌

본문내용

분자와 전도성이란 단어는 양립할 수 있는 것처럼 보이지 않는다. 머릿속에 떠오르는 대표적인 부도체들은 고분자로 만든 것들이기 때문이다. 하지만, 전도성 고분자는 존재하며 이미 우리 주변의 많은 분야에서 사용되고 있다. 이에, 본 보고서는 전도성 고분자의 전도 원리와 응용 분야를 조사하였다. 전도성이 무엇이고, 어떠한 원리로 전도가 일어나는 것인지 알기 위해 기본적인 양자역학과 고체물리학의 관점에서 바라보았다. 나아가, 전도성 고분자에서의 전도가 왜 자발적인 과정인지 이해하기 위해 엔트로피 증가의 법칙을 바탕으로 한 열역학적 관점으로 설명하였다. 전도성과 전도성 고분자의 원리에 대해 알아본 다음으로는, 대표적인 전도성 고분자들과 그 응용 분야들에 대하여 살펴보았다.

양자역학적 관점에서 전자는 원자 핵 주위에 파동과 동시에 입자로 존재한다. 이러한 전자나 전자쌍의 파동을 수학적 함수로 나타낸 것을 오비탈이라 한다. 오비탈 이론에 따르면 원자의 오비탈은 이산적 분포의 에너지를 갖고 있 다 또한 전자는 서로 같은 양자적 상태를 가질 수 없는 파울리 베타 원리에 따라 원자가 서로 결합할 때 각 원자들의 오비탈 개수는 보존된다. 즉, 같은 종류의 원자가 서로 결합할 때 기존의 원자가 같고 있던 동일한 에너지 준위의 오비탈은 합쳐지며 서로 다른 에너지 준위를 가진 두 개의 오비탈로 나뉘어진다. 만약 같은 종류의 원자 N 개가 크리스탈 구조를 이루며 합쳐진다면 마찬가지로 하나의 오비탈은 N 개의 서로 다른 에너지를 가진 오비탈로 존재할 것이고 이는 곧 이산적인 오비탈 에너지 분포가 연속적인 것처럼 보일 것이다. [ Figure 1]

자연은 낮은 에너지의 상태를 선호한다. 그러므로 물질의 전자는 낮은 에너지의 상태부터 점유가 된다. 고체물리학에서는 어떠한 원자의 절대온도가 0K일 때 그 원자의 전자가 점유하고 있는 상태 중 가장 높은 에너지의 상태를 Valence band 라 정의하고 전자가 비어 있는 전기적 상태의 에너지 준위 중 가장 낮은 부분을 Conduction band 라 정의한다.

참고 자료

Li, Y., Xu, G., Cui, C., & Li, Y. (2017). Flexible and Semitransparent Organic Solar Cells. Advanced Energy Materials, 8(7), 1701791.
Torad, Nagy & Ayad, Mohamad. (2019). Gas Sensors Based on Conducting Polymers. 10.5772/intechopen.89888.
Janata, J., & Josowicz, M. (2003). Conducting polymers in electronic chemical sensors. Nature Materials, 2(1), 19 24.
Shaheen SE, Radspinner R, Peyghambarian N, Jabbour GE. Fabrication of bulk heterojunction plastic solar cells by screen printing. Appl Phys Lett 2001;79:2996.
Meng, L., Zhang, Y., Wan, X., Li, C., Zhang , X., Wang, Y., … Chen, Y. ( Organic and solution processed tandem solar cells with 17.3% efficiency. Science, eaat2612.
https://www.sigmaaldrich.com/materials science/organic electronics/opv tutorial.html
Deits, W., Cukor, P., Rubner, M., & Jopson, H. (1982). Stability and stabilization of polyacetylene,
polyphenylacetylene, and acetylene/phenylacetylene copolymers. Synthetic Metals, 4(3), 199 210.
Nezakati, T., Seifalian, A., Tan, A., & Seifalian, A. M. (2018). Conductive Polymers: Opportu nities and Challenges in Biomedical Applications. Chemical Reviews, 118(14), 6766 6843.
Lam, J. W. Y., & Tang, B. Z. (2005). Functional Polyacetylenes. Accounts of Chemical Research, 38(9),745 754.
Moreira, D., de Oliveira, F., Pimentel, D., Guedes, T ., Luz, R., Damos, F., … dos Santos, W.
( Determination of Colchicine in Pharmaceutical Formulations and Urine by Multiple Pulse
Amperometric Detection in an FIA System Using Boron Doped Diamond Electrode. Journal of the Brazilian Chemical Society.
Zhang, H. Electrochemistry and Voltammetric Determination of Colchicine Using an Acetylene
Black Dihexadecyl Hydrogen Phosphate Composite Film Modified Glassy Carbon Electrode.
Bioelectrochemistry 2006, 68, 197 201
Schopf, G.; Kossmehl , G. Polythiophenes Electrically Conductive Polymers. Adv. Polym. Sci.
1997, 129.