• Advances in nano research
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• 제14권4호
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• pp.329-334
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• 2023

Organic ferroelectric material found vast application in a verity of engineering and health technology fields. In the present study, we investigated the application of the deformable organic ferroelectric in motion measurement and improving performance in tennis players. Flexible ferroelectric material P(VDF-TrFE) could be used in wearable motion sensors in tennis player transferring velocity and acceleration data to collecting devises for analyzing the best pose and movements in tennis players to achieve best performances in terms of hitting ball and movement across the tennis court. In doing so, ferroelectric-based wearable sensors are used in four different locations on the player body to analyze the movement and also a sensor on the tennis ball to record the velocity and acceleration. In addition, poses of tennis players were analyzed to find out the best pose to achieve best acceleration and movement. The results indicated that organic ferroelectric-based sensors could be used effectively in sensing motion of tennis player which could be utilized in the optimization of posing and ball hitting in the real games.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권6호
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• pp.523-546
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• 2022

Morphotropic phase boundary (MPB), which is a special boundary that separates two or multiple different phases in the phase diagram of some ferroelectric ceramics, is an important concept in identifying physics that includes piezoelectric responses. MPB, which had not been discovered in organic materials until recently, was discovered in poly(vinylidene fluoride-co-trifluoroethylene (P(VDF-TrFE)), resulting from a molecular approach. The piezoelectric coefficient of P(VDF-TrFE) in this MPB region was achieved up to -63.5 pC N^-1, which is about two times as large as the conventional value of -30 pC N^-1 of P(VDF-TrFE). An order-disorder arrangement greatly affects the rise of the piezoelectric effect and the ferroelectric, paraelectric and relaxor ferroelectric of P(VDF-TrFE), so the arrangement and shape of the polymer chain is important. In this review, we investigate the origin of negative longitudinal piezoelectric coefficients of piezoelectric polymers, which is definitely opposite to those of common piezoelectric ceramics. In addition to the mainly discussed issue about MPB behaviors of ferroelectric polymers, we also introduce the consideration about polymer chirality resulting in relaxor ferroelectric properties. When the physics of ferroelectric polymers is unveiled, we can improve the piezoelectric and pyroelectric properties of ferroelectric polymers and contribute to the development of next-generation sensor, energy, transducer and actuator applications.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.319-320
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• 2003

압전성과 초전성을 나타내는 고분자인 poly(vinylidene fluoride)(PVDF)는 poly(methyl methacrylate), poly(vinyl acetate), 및 Poly(vinyl methyl ketone)(PVMK) 등과 블렌딩하면 혼화성(miscibility)이 있다. 이들 블렌드물들을 용융온도 이상으로 승온시키면 낮은 온도에서는 균일상으로 존재하지만, 온도가 계속 증가하면 상분리되어 LCST(lower critical solution temperature)를 나타낸다[1]. 이러한 승온에 의한 상분리 거동에서 외부전장을 가하면 전기활성 고분자인 PVDF에 영향을 주어 상분리 거동이 변화될 것으로 예산된다. (중략)

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.207-210
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• 2002

PVDF는 측쇄에 C=O기를 갖는 고분자인 PMMA와 PVAc와의 블렌드 및 주쇄에 C=O기를 갖는 poly(1,4-butylene adipate) (PBA)와의 블렌드에서 PVDF의 융점보다 상당히 높은 온도에서 LCST거동을 보이고 있음이 알려져 있다. 그런데 PVDF/PMMA와 PVDF/PVAC 블렌드계에서는 LCST가 고분자의 열분해온도와 유사하여 LCST거동을 실험적으로 관찰하기 어려웠다. 그런데 PVDF/PBA 블렌드계에서는 실험적으로 측정할 수 있을 정도로 LCST가 낮아지긴 하였지만 PBA의 열분해를 완전히 배제하기엔 아직도 높은 온도이다.[1] (중략)

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.550-551
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• 2012

Physically responsive field-effect transistors (physi-FETs), which are sensitive to physical stimuli, have been studied for decades. However, the primary issue of separating responses by sensing materials from interferences by other subcomponents in a FET transducer under global physical stimuli has not been completely resolved. Recent challenges of structural design and employing smart materials with a large electro-physical coupling effect for flexible physi-FETs still remain. In this article, we propose directly integrating nanocomposites of barium titanate (BT) nanoparticles (NPs) and highly crystalline poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene) (P(VDF-TrFE)) as gate dielectrics into flexible organic FETs to precisely separate and quantify tiny variations of remnant polarization caused by mechanical stimuli. Investigations under static stimuli resulted in first-reported giant-positive piezoelectric coefficients of d33 up to 960 pC/N, presumably due to significant contribution of the intrinsic piezoelectricity of BT NPs and P(VDF-TrFE) crystallites. This approach provides a general research direction, and not limited to physic-FETs.

• Composites Research
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• 제30권2호
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• pp.126-131
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• 2017

복잡한 형상의 구조 건전성 모니터링을 위해서는 높은 취성 등 기존 센서의 단점을 보완 할 수 있는 매우 유연하고 내구성이 확보된 센서가 필요하다. 본 연구에서는 전기활성고분자의 한 종류인 Polyvinylidene fluoride trifluoroethylene (PVDF-TrFE)를 사용하여 직물센서를 제작하였다. 또한 제작된 직물센서를 복잡한 형상을 가지는 탄소섬유/에폭시 복합재료 구조물에 적용하여 구조 건전성 모니터링을 위한 도구로써 활용 가능성을 평가하였다. 복합재료 구조물의 손상 반응과 파손 메커니즘을 분석하기 위해 다중간헐적 압축시험을 수행하였다. 시험 과정에서 복합재료 구조물에 삽입된 직물센서는 전기적 신호를 발생 (0.05 V-0.25 V)하며 실시간으로 균열발생과 균열위치를 감지해냈다.

• Composites Research
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• 제17권4호
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• pp.61-67
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• 2004

Micromechanical 시험법과 음향방출을 이용하여 단일 basalt 섬유 강화 에폭시 복합재료의 비파괴 손상감지능을 평가하였다. 음향방출 센서로는 PZT 및 고분자 PVDF와 P(VDF-TrFE)를 사용하였고 단섬유 강화 시험법에서 각 센서 종류에 따른 손상감지능을 상호 비교하였다. 고분자 센서는 시편 표면에 부착시키거나 내부에 함침시켜 사용하였지만 PZT 센서는 표면에 부착하여 사용하였다. 고분자 센서를 시편 표면에 부착시킨 경우와 함침시킨 경우 감지능은 비슷하였지만 부착의 경우 debonding 신호가 많아 함침 시키는 방법이 손상감지에 더 효과적이었다. 손상 감지능은 PZT센서가 가장 높았고, 함침 및 부착 모두에서 PVDF와 P(VDF-TrFE) 센서의 손상감지능은 거의 비슷하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권3호
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• pp.268-274
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• 2004

스마트 구조물에 적합한 탄성파 검출 센서로서 고분자 압전센서를 이용한 부착형 센서에 대한 연구를 수행하였다. PVDF와 P(VDF-TrFE)에 대하여 센서로서의 특성을 평가하였으며 상용화된 PZT 센서와 비교하였다. 음향임피던스가 서로 다른 여러 가지 재료에 고분자 압전센서를 부착하여 연필심 파괴 시 발생하는 탄성파를 검출하여 분석하였다. 센서의 직경이 증가함에 따라 검출 신호의 최대 진폭 값은 증가하였으나 센서의 주파수 검출한계는 감소하는 것으로 나타났다. 시편의 음향임피던스가 감소할수록 검출신호의 최대 진폭 값은 증가하였으며 주로 저주파수의 주파수 성분의 신호에 민감한 것으로 분석되었다. 전반적으로 P(VDF-TrFE) 센서가 PVDF 센서보다 감도 면에서 다소 양호한 것으로 나타났다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제30권10호
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• pp.665-671
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• 2017

Herein, we report the fabrication of low-voltage N-type organic field-effect transistors by using high capacitance fluorinated polymer gate dielectrics such as P(VDF-TrFE), P(VDF-TrFE-CTFE), and P(VDF-TrFE-CFE). Electron-withdrawing functional groups in PVDF-based polymers typically cause the depletion of negative charge carriers and a high contact resistance in N-channel organic semiconductors. Therefore, we incorporated intermediate layers of a low-k polymerto prevent the formation of a direct interface between PVDF-based gate insulators and the semiconducting active layer. Consequently, electron depletion is inhibited, and the high charge resistance between the semiconductor and source/drain electrodes is remarkably improved by the in corporation of solution-processed charge injection layers.

• 전기학회논문지
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• 제67권6호
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• pp.799-803
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• 2018

We demonstrated memory thin-film transistors (MTFTs) with organic ferroelectric polymer poly(vinylidene fluoride-co-trifluoroethylene) and an amorphous oxide semiconducting indium gallium zinc oxide channel on the elastomeric substrate. The dielectric constant for the P(VDF-TrFE) thin film prepared on the elastomeric substrate was calculated to be 10 at a high frequency of 1 MHz. The voltage-dependent capacitance variations showed typical butterfly-shaped hysteresis behaviors owing to the polarization reversal in the film. The carrier mobility and memory on/off ratio of the MTFTs showed $15cm^2V^{-1}s^{-1}$ and $10^6$, respectively. This result indicates that the P(VDF-TrFE) film prepared on the elastomeric substrate exhibits ferroelectric natures. The fabricated MTFTs exhibited sufficiently encouraging device characteristics even on the elastomeric substrate to realize mechanically stretchable nonvolatile memory devices.