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우리들 대부분에 있어 고분자(polymer)가 없는 삶은 생각할 수조차 없다. 만약 우리가 그것들이 어떠한 것인지를 안다면 말이다. 우리가 이들 고분자를 정의 내리기 위해 사용하는 용어들은 “플라스틱, 폴리에틸렌(polyethylene), 에폭시 레진(epoxy resins), 페인트, 접착제, 고무” 등과 같이 이들이 지닌 물리적, 화학적 구조들로 특징되는 특성들을 이용하고 있다.

고분자들은 점차적으로 전자 디바이스 분야의 핵심 부품이 되어가고 있으며 이들이 지닌 뛰어난 효율과 저렴한 비용 덕분에 전자 산업에 있어서 고분자들의 특이적인 움직임들을 이해하는 것이 더욱 중요해졌다. 고분자들이 전하를 전달하는 능력이나 에너지를 전달하는 능력은 특히 중요하다.

이제, 전자 디바이스 내에 이용되는 고분자들이나 거대 분자들의 분자 전도성과 관련된 고분자들의 신비로움을 재평가해 볼 기회가 생겼다. 이들 고분자들은 발광 다이오드(light emitting diodes (LED))와 같은 작은 부품 분야에 이용될 수 있다. 이 이외에도 폴리에틸렌(polyethylene)과 같은 고분자들은 고전압 지하 케이블에 의해 안전하게 전기에너지를 전달하는 중요한 절연 물질로 이용되기도 한다.

Journal of Applied Physics지에 실린 이번 연구 결과에서, 영국 뱅거대(Bangor University)의 연구자들은 어떻게 전기적인 변화가 분자들의 미로(labyrinth)를 통해 땅으로 사라져버릴 수 있는지에 대해 소개하고 있다. 이번 연구를 주도한 Thomas J. Lewis와 John P. Llewellyn은 비정질부분(amorphous zones)으로 알려진 영역으로 구분된 폴리에틸렌의 나노 크기의 구조에 대해 많은 관심을 기울였다. 이와 관련해 연구자들이 수행한 비정질 부분에서 전자들의 초교환(superexchange)과 양자역학적 터널링(quantum mechanical tunneling) 결과들은 고분자들의 전기적 전도성을 이해하는데 많은 도움을 주었다.

이에 대해 Lewis는 “이번 발견은 고전압 케이블의 특성을 보다 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라, 디바이스 분야에 응용되는 고분자 반도체들을 보다 잘 이해하는데 도움을 줄 수 있다”고 말했다. 그들의 연구 결과들은 전자들의 터널링 특성들이 폴리에틸렌에 있어서 전하들을 전달하는데 중요한 역할을 한다는 사실을 보여주고 있다. 이에 대한 보다 자세한 연구 결과들은 [The article, "Electrical conduction in polyethylene: The role of positive charge and the formation of positive packets" is authored by Thomas J. Lewis and John P. Llewellyn. It appears in the Journal of Applied Physics. dx.doi.org/10.1063/1.4810857]을 참고하기 바란다.
KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 2013-08-13