| 초록 |
□ 연구개요 젤 전해질(gel electrolyte)의 물성을 전기화학 연구에 적용하여 나노수준의 전기화학 현상을 탐구하는 apertureless 나노전극 방법을 제시하고, 전기화학/광전기화학적 고해상도 이차원 활성 이미징 및 이차원 프린팅과, 촉각 센서(Electronic skin)의 연구에 활용하여 새로운 전기화학 분야를 선도. □ 연구 목표대비 연구결과 하이드로젤을 이용한 전자피부 플래폼 연구을 소개. 기존의 전자피부의 신호변환과 차별화된 패러데이 전류를 이용하여 Electrochemiluminescence를 통해 전류신호와 광학신호로 변환. 이때 준고체상태인 젤전해질을 피라미드 구조 어레이로 제조해 압력을 화학적 신호로 변환해 복잡한 배선 없이 2차원적인 이미징을 성공. 화학반응에 기반해 화합물의 접촉여부를 측정하는데 특화되었고, 온도등 화학반응에 영향을 주는 다양한 외부자극을 반응 용액의 변화로 측정할 수 있었음. 2차원 이미징/패턴형성 기법 연구로 Chemical lift-off lithography의 전기화학적 연구를 통해 기판과 흡착물(adsorbate)의 화학결합의 중요성을 제시하였으며, 남아있는 잔존 흡착물의 양을 측정하는 전기화학적인 정량적 방법을 제시. Anti-galvanic reduction에 의한 극소량의 은 수식(silver decoration)이 기판과 흡착물 사이의 결합각에 큰 영향을 주는 현상을 발견하고 관련된 bond-breaking의 변화를 확인. 금속-고분자 사이의 접촉전압 및 정전기의 현상이 전자이동이 아닌 이온이동인 것을 KPFM을 통해 명확히 밝힘. 물과 접촉시 charge inversion이 생겨 정전기가 산화환원반응의 원동력은 아니며 오히려 접촉시 이동한 라디컬이 화학반응에 큰 기여를 하는 것을 밝혀냄. 나노전극 실험을 위한 젤합성 및 측정법 연구를 통해 Tafel plot, voltammetry, EIS사이의 상관관계를 명확히 하여 각종 전기화학 에너지 저장 및 변환 장치의 특성을 공평하게 비교할 수 있는 이론을 제공. 2세대 FT-EIS를 현존 장비를 통해 구축하는 한편 Natural Convection을 실험적으로 조절할 수 있는 현실적인 방법을 최초로 개발. 이를 통해 apertureless 나노전극의 전기화학측정법을 향상 시킴. □ 연구개발결과의 중요성 단순한 구조로 화학물질, 압력, 온도등의 외부자극을 검출하는 전기화학적 인공피부 플랫폼을 통해 화학물질 및 바이오분자들과 전자피부의 상호작용을 이차원적으로 센싱하는 플랫폼을 제공. 이차원 패턴형성을 통해 나노패턴에 기판과 흡착물의 화학결합 및 결합각이 주요한 요인으로 작용하는 것을 밝혀 다양한 기판과 흡착물의 나노패턴형성을 위한 디자인 고려사항을 제시함. 금속-고분자 시스템의 접촉전위와 산화환원반응의 원동력을 밝혀 에너지 하베스팅의 메카니즘을 제시함. 2세대 임피던스측정법 및 저전류 전기화학측정법을 개발하여 aptertureless 나노전극의 측정법을 개발하여 전기화학 에너지 전환 및 변환의 메카니즘 규명의 기여를 기대함 (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
