전도성 고분자

소개

전도성 고분자의 원리에 대한 레포트입니다.

목차

1. 전도성 고분자란?

2.1 전도원리와 메커니즘
2.2 띠 이론 (밴드 이론)

본문내용

1. 전도성 고분자란?

전도성 고분자가 가진 큰 특징 중에 하나는 대부분의 고분자는 전기를 통하지 않는 부도체라는 것이다. 그렇기 때문에 절연체로서 고분자가 많이 사용된다. 하지만 대부분의 고분자들이 전기를 통하지 않는다고 해서 모든 고분자가 전기를 통하지 않는 것은 아니다. 지난 30년 동안 여러 종류의 고분자들이 새롭게 생성되면서 기존의 고분자와는 달리 상당한 정도의 전기를 그 자체로서 흐르게 할 수 있는 성질을 가지게 되었으며 이를 ‘합성 금속’ 또는 ‘전도성 고분자’ 라고 한다. 전도성 고분자 이전에도 전기를 통하는 유기 물질에 대한 연구가 진행되고 있었으며 폭발성이 강한 고분자인 (SN)x가 0.3K 에서 초전도성을 갖는 다는 사실이 밝혀졌고, 1977 년에 Shirakawa가 합성한 폴리아세틸렌이 요오드에 의해 도핑되면 109배의 전도도가 증가된다는 사실이 밝혀진 이후로 전도성 고분자에 대한 관심과 연구는 증가하게 되었다.
현재 전자재료는 경량화, 소형화, 저전압 작동, 저전력 소모 등의 특성을 필요로 하고 있는데, 이러한 전도성 고분자는 경량성, 유용성, 신축성 등에서 뛰어난 향상을 이루어오고 있기 때문에 전자재료를 전도성 고분자로 대체할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 전기 전도성 재료의 관점에서 전도성 고분자는 하중이 큰 금속 전선의 대체, 투명한 전도체, 정전기 방지, 전자기파 차폐 등의 용도로 활용될 가능성이 있다. 이를 실현하기 위해 기본적으로 전기전도도가 높은 재료를 개발하는 것 외에 재료의 가공성, 내열성, 내화학성, 범용 고분자와의 상용성 등에 관한 문제가 해결되어야 한다. 최근에는 안정성이 우수한 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리사이오펜등 잘 알려진 전도성 고분자를 중심으로 제조법의 개선, 측쇄 치환, 기능성 도판트의 혼입 등의 방법으로 102~104 S/cm의 전기 전도도를 나타내어 실용화 단계에 접근하고 있다. 하지만 기본적으로 전도성 고분자들이 가지는 낮은 용해성, 열에 의해 용융되지 않는 특성으로 인한 가공성, 기계적 물성, 전도도의 한계, 결정성 등에서 아직 풀지 못한 문제점들을 나타내고 있어서 이러한 문제점을 해결하기 위한 여러 연구가 진행되고 있다. 그 중 활발하게 진행되는 연구 분야의 하나로 전지와 같은 전기 전도성 복합체에 관한 연구를 들 수 있다. 이러한 유기 전도성 고분자 복합재료는 경제성과 기능적인 측면을 고려해 볼 때 현 단계에서는 전도성 고분자의 실용화에 있어 가장 최선의 방법으로 여겨지고 있다.

참고자료

· Harry R. Allcock / Frederick W. Lampe / James E. Mark, 고분자화학 3th edition, Scitech, p 756 ~ p 774
· http://en.wikipedia.org/wiki/Polypyrrole
· http://en.wikipedia.org/wiki/Poly(thiophene)
· http://en.wikipedia.org/wiki/Polyphenylene_sulfide
· http://en.wikipedia.org/wiki/Polyacetylene