바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST")기능 화학 연구 부서[Research Division Director Kitamoto Dai] Smart Materials Group의 Shintoku Keikuni 연구원, Matsuzawa Yoko, 최고 연구원, Kihara Hidemoto 등은 다음과 같습니다단일 벽 카본 로투스 바카라 튜브 (단일 벽 CNT)등로투스 바카라 카본 재료의 분산을 허용하는 기술을 개발했습니다 로투스 바카라 카본 전용 층으로 빛을 조사하기 위해 쉽게 얇아지기 위해 (필름 두께 : 20-30 로투스 바카라 미터)
구체적으로, 그것은 자외선에 노출 될 때 로투스 바카라 카본 물질을 선택적으로 흡수하고 흡수하는 특수 유형의 재료입니다분산제분산제 및 로투스 바카라 카본 물질은 유기 용매에 혼합되어 균질 한 분산을 수득한다 분산이 기판에 적용되고 약 20 초 동안 자외선으로 조사 될 때, 분산제는 조사 된 부분에서만 탈착하여 로투스 바카라 카본 재료의 박막을 형성한다 또한, 조사되지 않은 영역에서 로투스 바카라 카본 물질 및 탈착 분산제는 세척에 의해 쉽게 제거 될 수있다
이전에, 전도도 특성의 악화를 유발하는 잔류 분산제없이 고도의 순도 로투스 바카라 카본 재료 박막을 얻기 위해, 여러 복잡한 공정이 필요했으며, 이는 로투스 바카라 카본 재료 박막을 전자 장치에 적용 할 때 문제가되었다 이번에는 기술이 개발되면 분산제 유적이없고 얇아지고 패터닝 프로세스가 크게 단축되어 로투스 바카라 카본 재료의 특성을 활용하여 유연하고 가벼워집니다2 차 배터리ya커패시터와 같은 차세대 전자 장치의 개발 홍보됩니다
이 기술에 대한 자세한 내용은 2017 년 2 월 10 일에 Tsukuba International Conference Center (Tsukuba City, Ibaraki Prefture)에서 개최 될 자료 및 화학 심포지엄에서 전시 될 예정이며, Nano Tech 2017 16th International Nanotechnology General Exhient and Technologe Conference는 Tokyo Big Sight (Tokyo, Koto-Ku)에서 열릴 것입니다
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| 이번에 개발 된 기술의 요약 및 기존 기술과의 비교 |
단일 층 CNT와 같은 로투스 바카라 카본 재료는 우수한 전기 및 기계적 특성을 가지며 가볍고 유연하며 광범위한 필드에 적용될 것으로 예상됩니다 2 차 배터리 및 커패시터와 같은 전자 장치에 로투스 바카라 카본 재료를 적용하려면 먼저 고순도가있는 기판에 로투스 바카라 카본 재료를 얇게해야하며,이를 위해서는 높은 진공 장비가 필요합니다건조 과정분산제를 사용하여 물 또는 유기 용매에 물질을 분산 시키십시오습식 과정가 있습니다 일반적으로, 후자는 면적과 대량 생산을 증가시키는 데 이점이 있으며 습식 과정과 관련된 다양한 개발이 진행되고 있습니다
그러나 습식 공정에 사용되는 기존 분산제는 로투스 바카라 카본 재료에 대한 높은 흡착을 가지므로 박막에 남아있을 가능성이 높아져 전도도 등을 줄이는 요인입니다 기존의 기술에서, 얇아진 후 분산제 제거 (강한 산 세정 및 열처리)를 포함한 여러 가지 복잡한 단계가 필요하며, 더 간단하고 낮은 환경 영향으로 로투스 바카라 카본 박막을 생산하는 기술이 필요합니다
AIST는 다양한 로투스 바카라 카본 재료에 대한 수성 분산제를 개발했습니다 이러한 분산제는 광 조사시 구조적 변화를 특징으로하며 로투스 바카라 카본 재료를 흡수합니다 예를 들어, 이들 분산제가 물의 단일 층 CNT와 혼합 될 때, 단일 층 CNT에 흡착하여 균일 한 분산을 초래한다 또한,이 분산이 빛으로 조사 될 때, 분산제는 단일 층 CNT로부터 탈환되고, 단일 층 CNT 만 집계된다 이 현상을 사용하여 상업적으로 이용 가능한 단일 계층 CNT (AIST : 단일 벽 탄소 나노 튜브의 실시간 바카라 상태를,2014 년 5 월 15 일 AEST 주요 연구 결과)
이번에는이 분산 제어 기술을 새로운 광학 처리 기술과 결합하여 분산제를 포함하지 않는 고급 로투스 바카라 카본 재료 박막을위한 필름 형성 기술을 개발하는 작업을 수행했습니다
로투스 바카라 카본 재료를 얇게 할 때, 유기 용매를 사용한 습한 과정이 주로 사용됩니다 따라서, 먼저, 로투스 바카라 카본 물질은 유기 용매 중에서도 분산 될 수 있으며, 또한, 로투스 바카라 카본 물질의 분산 상태는 빛에 반응하여 제어 될 수있다Photoresponsive Dispersant이 분산제 및 로투스 바카라 카본 물질 (예 : 단일 층 CNT)을 프로필렌 탄산염과 같은 유기 용매에 혼합하여 균질 분산을 수득 하였다 이 분산은입니다애완 동물 수지의 기판 (25 cm 정사각형)에 적용하고, 기판 아래에서 포토 마스크를 통해 기판 아래에서 자외선 LED 조명 (파장 : 365 nm)을 조사 하였다 빛과의 조사 후, 분산을 기질로부터 제거하고 기질을 유기 용매로 세척 하였다 이어서, 단일층 CNT는 빛에 노출 된 부분에서만 침전되고, 박막 (필름 두께 : 20-30 로투스 바카라 미터)이 형성되었다X-ray photocelectric spectroscopy (XPS)이 단일 층 CNT 박막에는 거의 분산제가 없음을 확인했습니다 단일 층 CNT는 광 조사 전에 균일하게 분산되지만, 포토 마스크를 통해 자외선으로 국부적으로 조사 될 때, 분산제는 기판 근처의 단일 층 CNT를 우선적으로 버리고, 단일 층 CNT가 기판 상에 증착 된 것으로 추정된다 (도 1) 또한, 분산의 농도 및 광 조사 시간을 변화시킴으로써, 필름 두께는 수십 개의 로투스 바카라 미터에서 수십 마이크로 미터 범위에서 제어 될 수있다
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| 그림 1이 기술을 사용하여 분산에서 로투스 바카라 카본 재료가 직접 얇아지는 메커니즘 |
기존의 습식 과정에서 곡선과 고르지 않은 표면에서 박막을 만드는 것은 어려웠지만 이번에는 기술이 개발되면 단일 계층 CNT 박막을 무기 및 유기를 포함한 다양한 재료 및 모양의 기질에서 생산할 수 있습니다 (그림 2)원자력 현미경 (AFM)를 사용한 관찰 섬유질 단일 층 CNT는 명확하게 보이고 단일 층 CNT는 원래 모양을 유지하면서 박막으로 남아 있음을 밝혀 냈습니다 이 기술은 로투스 바카라 카본 재료의 특성을 활용하는 유연하고 가벼운 차세대 전자 장치 (예 : 2 차 배터리 및 커패시터)의 개발을 촉진 할 것으로 예상됩니다
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| 그림 2 단일 층 CNT의 패턴 화 된 박막은 다양한 기판 (왼쪽) 및 원자력 현미경 이미지 (오른쪽) |
앞으로, 우리는 더 균질 한 필름을 생산하고, 기질과의 접착력을 향상시키고, 영역을 증가시키는 것을 목표로합니다 또한, 다른 로투스 바카라 카본 재료 (다층 CNT, 그래 핀, 카본 블랙)에도 적용됩니다 회사와 협력하여, 우리는 로투스 바카라 카본 재료를 기반으로하는 2 차 배터리를위한 전극, 커패시터 및 배선과 같은 제품뿐만 아니라 의학적 자재 및 기계공과 같은 새로운 응용 분야를 개발하는 것을 목표로합니다