전기장에 의한 그래핀 산화물 액정의 정렬

전문가 제언

일반적으로 액정분자들의 정렬방향은 액정흐름의 인위적 유도, 전기장 및 자기장과 같은 외부 자극으로 바꿀 수 있다. 예를 들어 LCD의 광학적 스위칭은 전기장에 의해 이루어진다. 이러한 외부 자극에 의한 방향전환은 탄소나노튜브나 그래핀의 분산 용매에서도 관찰된다. 그러나 그래핀을 산화시켜 박리하고, 그것을 화학적으로 변경시킨 그래핀 산화물(Graphene Oxide: GO)의 얇은 조각들(flakes)은 외부 전기장에 의해 정렬되지 않는다. 오히려 통상적인 직류 전기장은 액정을 정렬시키는 대신에 GO의 전기영동과 전극에서의 환원반응을 증가시킬 뿐이다. 그러나 최근에 Song 등(Nature Materials, 13, 394~399, 2014)은 낮은 농도(0.05 vol%)의 GO 액정에 직류 대신 고주파 교류를 이용하여 전기장을 가함으로써 액정의 효과적 방향전환이 가능함을 보이고, 그것을 이용한 GO LCD의 시제품도 선보였다.

 

Song 등은 고주파(1kHz~1MHz) 교류 전기장이 분산상태의 GO에 액정의 성질을 유발하는 것을 관찰하였다. GO 조각들은 0.05 vol%의 낮은 농도 때문에 서로 간의 거리가 충분히 멀어 상호작용을 무시할 수 있을 정도이었고, 그에 따라 전기장이 꺼진 상태에서의 GO 조각들은 등방성을 나타내었다. 수용액 중에 분산된 1 vol% 미만의 GO는 복굴절 집합조직의 액정 상을 형성하는 것이 알려져 있다. 왜냐하면 박리된 단층 GO 조각들의 가로세로비가 10,000에 육박하고, GO 조각들의 기저면(basal plane)과 모서리에 산소를 함유하는 친수성/기능성 그룹들이 부착되어 있어서 물이나 다른 극성 용매 중에서 조각들의 자발적 분산이 쉬워지기 때문이다.

저자

Ju Young Kim and Sang Ouk Kim

자료유형

연구단신

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

13()

잡지명

Nature Materials

과학기술
표준분류

재료

페이지

325~326

분석자

심*주

분석물

• 전기장에 의한 그래핀 산화물 액정의 정렬.pdf [245,619 byte]

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