| 초록 |
산화환원 반응을 기반으로 하는 전기화학 소자는 간단한 구조, 저전력 구동, 일함수에 무관한 전극의 활용과 같은 장점으로 많은 연구가 이뤄지고 있다. 그 중, 전기변색 물질은 인가되는 전압에 따라 광학적 특성이 변하는 소재로 디스플레이, 스마트 윈도우 등의 분야에 활용되어 왔다. 최근에는 고분자 기반 전기변색 물질과 기계적 특성이 강화된 전해질을 이용하여 유연 및 신축성을 갖는 변형 가능한 소자로의 적용 연구가 이뤄지고 있으나, 박막 또는 액상으로 형성되는 구조로 인해 높은 신뢰성을 갖는 소자 구현에는 한계가 있다. 이 뿐만 아니라 소자 구동에 필수적인 전극이 산화환원 환경에 직접적으로 노출되기 때문에 쉽게 산화되는 금속 소재는 전극으로써 사용할 수 없으며, 산화환원에 강한 내성을 갖지만 깨지기 쉬운 ITO와 같은 소재만이 전극으로 활용 가능하여 변형 소자 적용에 큰 제약이 있어왔다. 본 연구에서는 비올로겐(viologen) 전기변색 물질을 사용하여 전기변색 재료를 합성하였으며, 전기화학적 반응을 통해 산화환원 반응에 큰 저항성을 갖는 전극 소재를 합성하여 전기변색 소자를 제작하였다. 전극 소재들은 변형 가능성이 큰 금속 나노선, 탄소나노튜브, 금속 mesh 등을 활용 하였다. 소재들의 표면 특성은 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM)과 광학 현미경(optical microscopy, OM)을 통해 확인하였고, 자외선-가시광선 분광기(UV-vis spectrometer)를 이용하여 전압에 따른 재료의 광학적 특성 변화를 분석하였다. 전기변색 재료의 산화환원 전위는 전위차계(potentiostat)를 활용한 순환전압전류(cyclic voltammetry, CV) 측정을 통해 확인하였다. 신축성을 갖는 기판상에 전기변색 소자를 제작한 후 전압에 따른 광학적 특성 변화 분석 및 신뢰성 시험을 진행하였다. |
