젊은과학자 소개

KIC News, Volume 20, No. 3, 2017

KIC News, Volume 20, No. 3, 2017 63 김 소 연(So Youn Kim)

울산과학기술원 에너지 및 화학공학부 조교수 울산광역시 울주군 언양읍 유니스트길 50 E-mail: [email protected]

[약력]

2003-2007 서울대학교 화학생물공학부(공학사)

2007-2011 University of Illinois at Urbana-Champaign (공학박사) 2012-2014 Princeton University (박사후연구원)

2014-현재 울산과학기술원 에너지 및 화학공학부(조교수)

[연구분야]

• 고분자 나노복합체 • 콜로이드 분산

• 작은각 산란을 이용한 나노구조분석 • 블록공중합체

[관심 연구분야 소개] 고분자 나노복합체

고분자 나노복합체는 고분자 매트릭스 내에 나노입자를 고르게 분산시킴으로써, 고분자 재료의 물리적 성 질을 조절하기 위해 만든 재료를 말한다. 여기서 나노입자의 고른 분산은 재료의 기계적, 전기적, 열적, 광학 적 성능의 극대화를 위해 반드시 필요하지만 주로 무기물계의 나노입자를 유기 고분자 내에 분산시키는 것 은 이 둘에 대한 보다 자세한 이해를 요구한다.

고분자와 나노입자 사이에는 입자계면에서 일반적으로 강한 엔탈피적 반발력이 존재하기에, 이를 최소화 하기 위해, 다양한 접근방식이 필요하다. 가장 흔한 방식은 무기 나노입자를 유기 고분자로 코팅함으로써 고 분자 매트릭스와의 이질감을 최소화 하는 것이다. 이런 화학적 개질을 통한 분산성 증가와 더불어, 입자 계 면에서 고분자 배열, 얽힘 정도 및 고분자의 이동성을 분석하고, 나노입자와의 분산성과 연결지어 해석할 수 있는 능력이 요구된다.

이와 더불어 이러한 다양한 조건 내에서 나노입자의 분산을 확인하고, 거시적 물성과 직접적으로 연결하 는 연구가 중요하게 되었다. 나노입자의 분산은 SEM, TEM 등을 이용하여 직접적으로 관찰할 수 있으나, 이 는 박막 상태에서만 그리고 국소적인 분산형태만을 관찰한다는 단점이 있다. 따라서 벌크 상의 분산상태 이 해를 위해서 엑스레이 및 중성자 등을 이용한 소각산란 방식이 이용되고 있다. 최근의 연구동향은 하이드로 젤, 단백질-고분자 콘쥬게이트, 그리핀 복합체 등 보다 다양한 고분자 나노복합체에서 분산 구조를 확인하 고, 물성과 연결지어 이해를 요구하고 있다.

우리 연구실에서는 고분자와 나노입자, 그리고 이들의 복합체가 이루는 연성물질 시스템에서 나노 단위 분산과 구조 등을 작은 각 소각 산란 등을 통해 이해하고, 이를 박막 형태나 벌크 상에서의 물리적 성질과 연관 지음으로써 목적에 맞는 복합체로 제조하는 연구를 하고 있다.

http://www.ksiec.or.kr

64 공업화학 전망, 제20권 제3호, 2017

참고문헌

1. A. C. Balazs, T. Emrick, and T. P. Russell, Science, 314, 1107-1110 (2006).

2. D. R. Paul and L. M. Robeson, Polymer, 40, 3187-3204 (2008).

3. S. Y. Kim, et al, Physical Review Letters, 107, 225504 (2011).

4. S. Y. Kim, et al, Macromolecules, 45, 4225 (2012).

5. S. Y. Kim and C. F. Zukoski, Macromolecules, 46, 6634 (2013).

6. S. K. Kumar, et al, Macromolecules, 50, 714 (2017).