전도성 플라스틱와 노벨상 수상에 관한 기사들 모음
전도성 플라스틱의 원리로 부터 응용까지의 자세한 자료입니다.
하나 : 2000/10/10 연합뉴스
올해의 노벨 화학상은 물리학상과 마찬가지로 현대생활과 밀접한 관련 을 갖는 응용분야
에 돌아갔다. 수상자인 시라카와 히데키(일본)와 미국의 앨런 히거, 맥더미드 박사 등 3
명은지난 77년 플라스틱도 금속처럼 전기 전도가 가능하다는 것을 증명하고 실제로 전도
성 고분자(합성수지)를 발명한 공로로 노벨 화학상 을 공동 수상했다.
전도성 고분자는 아세틸렌 분자를 중합시켜 만든 것으로, 정전기 방지 물질에쓰이고 있
으며 앞으로는 태양전지, 소형 TV 스크린 제작에 이용 될 수 있을 것으로보인다.
또 컴퓨터 스크린의 보호장치와 빛의 세기에 따라 채광량이 자동 조절 되는 스마트 윈도
에도 응용된다.
이들은 일반적으로 절연체로 알려진 플라스틱이 정말로 전기를 전도할 수 있는지에 관심
을 갖다가 아세틸렌 중합체에 요오드를 집어넣어 전기 전도도를 파격적으로 높일 수 있다
는 점을 발견한 것.시라카와교수는 도쿄 공업대 조교수로 있던 70년대 중반 `실수로' 촉
매제를 아세틸렌에 너무 많이 집어넣어 전도성이 커지는 것을 우연히 발견하고, 이후 세
미나에서 만난 히거교수에게 이같은 사실을 설명하고 공동 연구에 들어 갔다고 한다.
이들이 발명한 전도성 고분자는 아세틸렌 단위체들이 사슬처럼 붙어서 체인을형성한 것
을 말하며 이 고분자가 전기전도를 하기 위해서는 단 일결합과 이중결합이엇갈려 나타나
고 탄소원자 사이에 전자나 양전자 홀을 만들어 주는 도핑이 형성돼있어야 한다.
시라카와 박사가 먼저 정규 배열을 한 폴리 아세틸렌를 중합해 내고 이 어 그는히거와
맥더미드 교수와 함께 이 아세틸렌 중합체에 요오드를 집어 넣어 도핑을 시킴으로써 폴
리 아세틸렌의 전도성을 획기적으로 높 였다.
히거교수의 제자인 서울대 물리학과 박영우교수는 "80년대 부터 수상 후보 얘기가 나왔
던 분야"라며 "이 연구는 분자수준 소자의 발전에도 간 여돼 있고 앞으로는전도성 고분자
를 이용해 트랜지스터나 다른 전자소 자를 만들 수 있는 기초가 될 것"이라고 예상했다.
둘 : 2000/10/11 09:08 매일경제
<약력> = 앨런 G.맥더미드 = ▲27년 뉴질랜드 출생 ▲53년 미국 위스콘신대 55년 영국
캠브리지대 박사 ▲56년 미국 펜실베이니아대 교수 = 앨런 J.히거 = ▲36년 출생 ▲61
년 미국 캘리포니아대(버클리) 박사 ▲62년 미국 펜 실베이니아대 조교수 ▲82년 미국 캘
리포니아대(산타바바라) 물리학 교수 = 시라카와 히데키 = ▲36년 일본 출생 ▲66년 도쿄
공업대 박사 ▲66년 쓰쿠바대 재료공학 연구소 조교수▲82년 쓰쿠바대 교수
올해 노벨 화학상은 실생활에 활용되는 응용화학 분야에 돌 아갔다.
앨런 맥더미드, 앨런 히거, 시라카와 히데키 교수는 플라스틱 이 금속처럼 전기가 통할
수있다는 것을 증명하고 실제 전도성을 획기 적으로 높인 전도성 고분자를 발명한 공로
로 수상의 영예를 안았다.
고분자는 탄소와 수소 등이 길게 연결돼 만들어진 것으로 기본 특성 은 전기적으로 부도
체상태를 갖는다. 그러나 수상자들이 공동으로 만 들어난 고분자는 이와는 정반대의 전기
적인 성질을 보인다. 곧 휠수도 있고 가벼운 특성의 고분자가 예전에 갖지 않았던 금속
성 의 전기적인 성질을 갖게 된 것이다.
이를 위해선 아세틸렌 단위체들 을 사슬처럼 붙여 체인을 형성시킴으로써 가능하게 된
다. 이러한 특성 때문에 전도성 고분자는 화학과 물리학의 발전 뿐아니라 산업에도 광범
위하게 응용될 수있다. 곧 전도성 합성수지가 만들어질 수 있다.
예컨데 정전기 방지 물질, 컴퓨터 스크린 눈보호장치, 스마트 윈도(조도에 따라 색깔이
변하는 창문) 등이 여기에 해당된다. 전도성 고분자는 특히 최근에 발광다이오드(LED)
와 태양전지, 이동 전화의 디스플레이, 소형 TV화면 등으로 개발되기도 했다.
전도성 고분자의 발견은 70년대 초반 일본 시라카와 히데키 교수가 도쿄공업대학 조교수
시절에 먼저 만들어 냈다. 당시 공동 연구중이던 앨런 맥더미드 교수와 앨런 히거 교수
는 이 소 식을 접한 뒤에 히데키 교수를 미국으로 초청, 연구를 계속해 지난 76 년 연구
를 성공하고 77년 논문으로 발표돼 세상에 나왔다. 지난 80년대 히거 교수 밑에서 박사
후 과정으로 이 연구에 직접 참여 했던 서울대 물리학과 박영우 교수는 "80년대 부터 노
벨 수상감이라는 이야기가 나오기 시작했다"며 "진작 노벨상을 받았어야 했다고 말했다.
셋 : Chemistry Nobel Recognizes Work in Plastics
he Nobel Prize in Chemistry was awarded yesterday to three scientists who created
a plastic that conducts electricity like a metal, a discovery that has opened up a
new field of carbon-based electronics.
The prize of about $913,000 will be shared by Dr. Alan J. Heeger, 64, of the
University of California at Santa Barbara; Dr. Alan G. MacDiarmid, 73, of the
University of Pennsylvania; and Dr. Hideki Shirakawa, 64, of the University of
Tsukuba in Japan.
The technology is already used to make antistatic coating on photographic film and
is expected over the next few years to find its way to bright, low-energy displays
in cell phones and other hand-held electronics.
"I thought this was a very nice recognition for the field," said Dr. MacDiarmid, a
native of New Zealand.
Plastics are made of an entwined mesh of long molecules called polymers, each with
a central strand of carbon atoms. Polymers generally do not conduct electricity,
which is why metal wires are wrapped with plastic insulating sheaths to prevent
short circuits.
Illustrating the sometimes serendipitous path of science, the discovery of plastic
conductors began with a mistake and was nudged forward by an opportune coffee
break.
In the early 1970's, Dr. Shirakawa developed a technique for producing thin films
of the polymer polyacetylene. One day, a researcher in his laboratory misheard his
instructions and added 1,000 times too much catalyst to the chemical reaction. The
result was a silvery film composed of a different form of polyacetylene.
Meanwhile, Dr. MacDiarmid and Dr. Heeger, then also at Penn, had made a metallic-
looking film out of strands of sulfur nitride. Dr. MacDiarmid mentioned the sulfur
nitride film during a seminar in Tokyo. Dr. Shirakawa met Dr. MacDiarmid during
the coffee break and told him about the silvery polyacetylene film.
Curious, Dr. MacDiarmid invited Dr. Shirakawa to Penn, where the researchers
diffused iodine into Dr. Shirakawa's polyacetylene films ?a hunch based on their
experience with sulfur nitride.
"The iodine then pulls some of the electrons out of the plastic and therefore the
remaining electrons are not packed so tightly," Dr. MacDiarmid said. "Then the
electrons can move more easily from one electrode to another."
The effect was quickly apparent.
"The electrical conductivity increased by a factor of 10 million in a few
minutes," Dr. Heeger recalled, "and we knew we were onto something."
Dr. Arthur Epstein, a professor of chemistry at Ohio State University, recalled
his astonishment when the findings were presented at a 1977 conference in New York
City.
Before then, "plastics were known as materials that did not conduct electricity,"
he said. The discovery, he said, "opens up the use of organic chemistry for the
development of metals and semiconductors."
The Royal Swedish Academy of Sciences, which administers the Nobel Prizes,
wrote, "The choice is motivated by the important scientific position that the
field has achieved and the consequences in terms of practical applications and of
interdisciplinary development between chemistry and physics."
While polyacetylene itself is not very useful, its creation spurred chemists
around the world to craft other new polymers that behave like metals or
semiconductors.
"It's spawned a small industry," said Dr. Lewis J. Rothberg, a professor of
chemistry at the University of Rochester. "There are many thousands of us working
in this general area now."
Plastic semiconductors do not perform as well as silicon and will not replace
silicon in computer chips. But plastic has other important advantages: It is
light, cheap, flexible, and easy to shape, qualities that open up new
applications. Agfa, for instance, adds a layer of conducting polymers to its
photographic film to drain away static charge that might otherwise ruin the film.
Scientists at Cambridge University made polymers that can emit light, which will
soon be used for low- cost, low-energy, possibly even foldable video displays. The
research on conducting polymers also has applications in the emerging field of
molecular electronics, where transistors and other components will be fashioned
out of individual molecules.
In 1990, Dr. Heeger founded a company, Uniax, to make and sell conducting
polymers. Dr. Heeger sold the company to DuPont earlier this year.
넷 : 2000/10/21 매일경제
서강대 화공 기계공학부 고분자재료연구실 www.sogang.ac.kr/~pmlab/)은다양한 고분자 신
소재를 전기 전자 통 신 등의 첨단 산업 분야에 응용하여 고부가가치를 창출하기 위한 연
구 에 주력하고 있다.
연구실을 이끌고 있는 이희우 교수 ( hwrhee@ccs.sogang.ac.kr)는" 전기 전자 산업용 고
분자 신소재 기술이 발달하면서 기능성 고분자를 이용한 이차전지, 표시소자 등의 상업화
가 현실로 다가왔다"며 "특히 올해 노벨 화학상이 전도성 고분자의 개발자들에게 수여됨
에 따라 이 분야에 대한 국내외 산업계의 관심과 투자가 늘어날 것"이라고 말했 다.
= 개발내용 = 2명의 박사후과정 연구원과 9명의 대학원생으로 구성된 고분자재료 연구실
은 전도성 고분자와 고분자 전해질을 이용한 대용량 리튬폴리머 전지 시스템을 개발 및
차세대 반도체 산업용 초저유전체 개발에 중점 을 두고 있다.
리튬전지를 적용한 무공해 전기자동차의 상업화에는 고성능 고분자 전해질과 코발트 계통
의 양극 물질을 저렴하고 환경친화적인 망간산화 물로 대체하는 것이 필수적이다.
그러나 망간산화물은 장기 안정성 저하라는 문제를 안고 있으며 고분자 전해질은 양산 공
정 개발에 어려움 을 겪고 있다.
이 교수팀은 이를 개선하기 위해서 망간산화물의 표면에 화학적으로 전도성 고분자를 합
성해 고분자와 망간산화물의 복합재료를 제조함으 로써 전도성과 열적 안정성을 높여 전
지 성능을 향상시키는 방법을 개 발했다.
또 자외선 경화형 고분자 올리고머와 범용 고분자의 용액 블렌드에 자외선을 조사함으로
써 고분자 전해질 필름을 제조하는 연속공정을 개 발해 기존의 자외선 경화형 필름의 기
계적 물성을 크게 향상시켰다.
한편 차세대 반도체 소자로 부상된 코퍼칩용 저유전 물질을 개발하 기 위해서 유기 무기
나노 하이브리드 복합체를 제조하고 나노미터 크 기의 분산상의 배열까지 조절하는 기술
을 축적함으로써 향후 실제 공 정 개발을 위한 기반 기술을 확립하고 있다.
= 산학 연계활동 = 이 교수팀은 한국과학기술연구원(KIST)와 다년간의 공동 연구개발을
통하여 리튬폴리머전지 관련 분야에서 다수의 물질 및 공정 특허를 보 유하고 있으며 상
용화에 박차를 가하고 있다.
또 BK21 사업의 일환으로 나노유기전자재료사업단을 구성하고 삼성 전자, 일신화학과 연
계해 반도체 소자의 고집적화 및 고속화에 요구되 는 초저유전물질의 제조 및 특성 평가
와 구리 배선 공정의 개발을 추 진하고 있다.
이 교수는 "현재 집적화의 한계에 이른 반도체 소자의 고집적화와 소형화를 달성하기 위
해서는 구리 배선 공정과 초저유전체 기술의 확 보가 절실하다"며 "기술 경쟁력을 갖출
경우국내 반도체 산업의 비메 모리 분야 진출에도 매우 유리할 것"으로 예측했다.
다섯: 한국일보 기자 보도 - 노벨 화학상과 관련된 분석
플라스틱은 전기가 안 통하지만 잘 만들면 전기가 통할 수 있다. 전기가 통하는 플라스틱
은 소형 배터리, 정전기 방지 물질, 전기를 절약할 수 있는 전선 등을 만들 수 있다. 이
러한 전도성 고분자를 발견, 개발한 것이올해 노벨화학상 수상자들의 업적이었다.
아세틸렌을 여러 개 결합시켜 폴리아세틸렌이라는 고분자로 합성하는 데성공한 시라카와
히데키 일본 쓰쿠바대 교수는 1970년대 미국 펜실베이니아대학의 앨런 맥디어미드 교수팀
에 합류, 폴리아세틸렌에 요오드를 도핑하면 전기전도가 획기적으로 높아진다는 것을 알
아냈다.
이들은 도쿄의 한 세미나에서 쉬는 시간에 잠시 이야기를 나눈 끝에 오늘의 수상까지 이
어졌다. 시라카와는 실수로 촉매제를 과도하게 넣었다가 예기치 못한 연구성과를 얻었고
이를 맥디어미드에 털어놓았던 것. 화학자인맥디어미드는 합성을 맡고 물리학자인 캘리포
니아대학의 앨런 히거 교수는그 물리적 현상을 측정하는 역할을 했다. 이들은 1977년 국
제화학회지에 공동명의의 논문을 발표했다.
전도성 고분자는 화학뿐 아니라 물리 분야에도 지대한 영향을 끼쳐 사진필름에 쓰이는 정
전기 방지 물질, 컴퓨터스크린 보호기, 해가 비치면 어두워지는 스마트창문 등에 응용 개
발되고 있다. 최근엔 반전도성 고분자도개발돼 발광다 m오드, 태양전지, 소형TV스크린 등
을 개발하는 연구가 진행되고 있다.
한국과학기술원 심홍구(沈弘求ㆍ화학과) 교수는 “최근 차세대 전지로 각 광받고 있는 리
튬폴리머 전지도 여기에 기반을 둔 것”이라며 “플라스틱은 금속보다 무게가 수십분의1
이라는 점에서 전도성 고분자는 결국 금속을 대체하려는 꿈을 실현하는 연구”라고 의미
를 설명했다.
-모 화학 사이트에서 퍼온 것입니다. 님께서 궁금한 것에 대해
많은 도움이 되었으면 좋겠습니다.- -nebula65-
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『세상을 변화시키는 인터넷①』
(≫≪) 미군 희생 여중생들의 죽음을 애도하며..