[고분자]전도성고분자

소개

2000년에 노벨화학상을 받았던 전도성 고분자에 관한 레포트 입니다.

목차

1. 전도성 고분자의 발견

2. 전도성 고분자의 원리

3. 전도성 고분자의 특징

4. 전도성 고분자의 분류

5. 전기전도성 고분자의 종류

6. 전도성 고분자의 응용

본문내용

위대한 발견은 흔히 우연에서 비롯되곤 한다. ‘전기가 통하는 플라스틱’을 개발, 2000 노벨 화학상 공동수상자로 선정된 시라카와 히데키(65) 일본 쓰쿠바대학 명예교수도 그랬다. 우연을 가장해 찾아온 ‘진리의 여신’을 놓치지 않고 낚아채 거대한 연구성과를 이뤄냈다.
그가 도쿄공업대학 조교수로 재직하던 70년대 초반의 어느 날이었다. 유기 고분자 합성실험을 하던중 돌연 은색의 광택을 내는 박막이 생긴 것을 발견했다. 정상적인 제법이라면 생겨서 안될 현상이었다. 조사 결과 한 대학원생이 착각으로 촉매를 1000배 더 많이 첨가했기 때문임을 알게됐다.
그냥 넘어갈 수도 있는 일이었다. 하지만 시라카와 교수는 박막이 금속적 특성을 띄고 있다는 사실을 놓치지 않고 원리를 파고들기 시작했다. 여기에 또 하나의 우연이 겹쳤다. 도쿄의 한 학회에서 비슷한 연구를 하던 알란 맥더미드 펜실바니아대 교수(노벨상 공동수상)와 조우한 것.
맥더미드 교수는 학회 휴게시간중 시라카와 교수의 얘기를 듣고 의기투합했다. 여기에 알란 히거 교수(캘리포니아대)가 가세, 공동연구를 거듭한 끝에 플라스틱에 불순물을 화학적으로 첨가하면 분자의 특성이 바뀌어 전도체로 변한다는 사실을 발견해냈다. 플라스틱은 전기가 통하지 않는다는 상식을 뒤엎은 혁명적 발견이었다.
3인이 개발한 전도성 플라스틱은 ‘현대판 연금술’로 불린다. 금속처럼 전기가 통하면서도 가볍고 신축적이면서 가공하기 쉬운 획기적 소재인 만큼 응용 분야는 무한하다. 휴대전화 전지나 소형TV 화면 등은 모두 이것을 소재로 쓴 제품들이다. 그 발견이 없었다면 디지털 혁명은 한참 뒤늦었을 것이라고 일컬어진다.

1976년 겨울, 펜실바니아 대학의 A.J. Heeger 교수와 A.G. MacDiarmid 교수 연구팀에서 그 당시 객원 교수로 그 곳을 방문중이던 H. Shirakawa 교수가 합성한 (CH)x 필름에 할로겐 원소들을 주입(doping)시킨 결과 전기전도도가 급격히 증가하여 금속의 전기전도도에 가까운 높은 값을 보였고, 전자상자성 공명(ESR) 실험, 광흡수 실험 등 여러 물리적 특성조사 실험결과가 금속성을 갖고 있는 것으로 나타나 doping에 의해 반도체-도체의 상전이 현상이 일어남을 발견하였다.( 그당시 필자도 이 연구팀의 일원으로서 최초로 doping 실험을 했던 사람 중의 한사람이다). 그 결과 지금까지 대부분 부도체 혹은 반도체적인 특성을 보이던 유기 고분자 물질들 가운데 doping에 의해 금속성을 보이는 물질도 존재할 수 있다는 획기적인 전기가 만들어진 것이다. 그 이후 본격적으로 이 분야 연구가 시작되어 폴리파라페닐린 (PPP), 폴리피롤(PPy), 폴리티오핀(PT), 폴리이소티오나프틴(PITN), 폴리아닐린(PANI)등 약 20여종에 이르는 많은 전기전도성 고분자들이 발견되었고 그에 대한 연구도 매우 활발히 전개되고 있다.

참고자료

· 없음