초록
본 연구에서는 탄소나노튜브를 물상에서 균일하게 분산시키기 위하여 물에 녹으면서 분자 내에서 자체 도핑이 가능한 새로운 종류의 그래프트 공중합체(PSSA-g-PANI, poly(styrenesulfonic acid-graft-aniline))를 합성하였고, 그 분산 능력을 실험해 보았다. PANI 고분자는 벤조이드와 퀴노이드 구조가 반복되어 존재하는 판상구조로 탄소나노튜브와 같은 탄소나노 소재의 벽에 강하게 결합할 수 있고, 따라서 짧은 시간의 sonication 처리 만으로 나노튜브를 분산시킬 수 있었고 그 분산 용액의 장시간 안정성은 다른 상용화된 분산제보다 뛰어났다. 또한 PSSA-g-PANI 그래프트 고분자/탄소나노튜브 복합 필름은 대략 1.5-2.5 S/cm의 전도도를 기록하였다.
A new water-soluble and self-doped poly(styrenesulfonic acid-graft-aniline), PSSA-g-PANI, for dispersing carbon nanotubes (CNTs) in water was synthesized and its ability to stabilize aqueous CNT dispersions was examined. It was observed that the PANI in PSSA-g-PANI, which has benzoid and quinoid structure, was strongly adsorbed onto the nanotube surface via a strong ${\pi}-{\pi}$ interaction, and thus only gentle sonication causes exfoliation of CNT ropes to small bundles and the long-term stability of their resulting dispersions was much better than commercial surfactants. Furthermore, when thin films of PSSA-g-PANI/CNT are prepared from aqueous dispersion and their electrical conductivities are measured by the four probe technique, it is observed that their conductivities are in the range of 1.5-2.5 S/cm.
