A+ 고분자 재료설계 2차 레포트(ABC 세 고분자의 비율 변화에 따른 구조 설계)

소개

A+ 학점을 받은 고분자 재료설계 2차 레포트이며, 상세 내용은 "ABC 세 고분자의 비율 변화에 따른 구조 설계"에 대한 내용입니다.

목차

1. Abstract

2. Background Theory
2.1. block copolymer 의 상 분리 현상
2.2. 상 분리 현상의 온도 의존성
2.3. Self Assembly
2.4. Block copolymer
2.5. linear block copolymer
2.5.1. linear diblock copolymer
2.5.2. linear triblock copolymer

3. 블록 공중합체 선정 및 고차구조 설계
3.1. 시스템 및 이산화 ( discretization )
3.2. 자기조립 구조의 평형화 ( equilibrium )
3.3 ABC linear 3D film - 부피분율, 변화

4. Result and Discussion
4.1. 나노 구조 도출
4.1.1. 부피분율()에 따른 phase diagram
4.1.2. 일정한 부피분율() (30/30/40)에 따른 인력상수 (Nchi) 변화

5. Conclusion

6. Reference

본문내용

고분자 blend의 경우와는 달리, 구성성분이 공유결합으로 서로 연결되어 있기 때문에 거대 상 분리(Macroscopic phase separation)의 수십 micron size가 아닌, 미세 상 분리(microscopic phase separation)가 일어나게 된다. 따라서 그 결과 고분자 사슬 크기에 해당하는 5~50nm 수준의 나노 구조를 형성하게 된다. 이러한 크기의 나노 구조가 바로 현재 나노기술이 요구하는 수준의 크기에 해당되기 때문에 Block copolymer의 자기조립 거동이 많은 관심을 끌고 있다. 더욱이 같은 성분으로 구성되어 있다 하더라도 Block copolymer의 구성성분간의 성분비 및 그 외의 여러 조건들에 따라 다양한 나노 구조를 형성할 수 있다.
ABC linear 3D film의 경우 이미 제시되어 있던 linear block copolymer가 나타내는 12가지 morphology와 비교하여 인력상수 (Nchi)가 일정할 때 부피 분율에 따라서 어떤 morphology가 실현되는지, 또한 일정한 부피 분율(30/30/40)을 가질 때 인력상수 (Nchi)가 변화함에 따라서 A,B,C 고분자가 cell 상에서 어떠한 domain을 형성하는지 살펴보았다. 그 결과 12가지 구조가 뚜렷하게 모두 관찰되지는 않았지만 대체로 일치하는 형태를 얻을 수 있었다. 첫 번째 조건으로, 부피 분율을 변화 시켰을 때에는 많은 부피 분율을 지정해 줄수록 cell 안에서 형성되는 고분자가 차지하는 부피가 커짐을 알 수 있었다. 또한 부피 분율에 따라서 형성되는 morphology도 다양하였다. 두 번째 조건인 값을 변화시켰을 때는 값이 변화하는데도 불구하고 대체로 morphology가 비슷한 양상을 나타내는 것을 알 수 있었다. 하지만 일정한 경향성은 볼 수 있었다. 값을 2씩 높였을 경우 상대적으로 커진 값으로 인해 그 두 성분이 되도록 멀리 떨어지는 형태를 취했고, 실린더 구조의 섞여있던 형상에서 라멜라 형상으로 바뀌는 경우도 발견되었다. 마찬가지로 값을 2씩 낮추었을 경우에는 오히려 서로 잘 섞여 상이 구분이 가지 않는 경우도 발견할 수 있었다. 이를 통해 이론적으로만 알고 있었던 값에 따른 상 분리 거동을 직접 확인해 볼 수 있었다.

참고자료

· https://en.wikipedia.org/wiki/Self-assembly
· http://blog.daum.net/gencokorea/186
· Fabrication of Nano-patterning using the Self-assembly of Block Copolymers Dong Hyun Lee.
· http://blog.naver.com/lja890830?Redirect=Log&logNo=220046903999
· http://www.aistudy.co.kr/math/numerical_analysis.htm
· http://www.ksie.or.kr/bbs/Data/board/thesis/(3)28-1-1.pdf
· 박문수외3명, ‘’고분자 화학 입문’’, 자유아카데미 2003
· Robert J. Young ‘’ 고분자 과학’’, 자유아카데미 2013