Synthesis and characterization of metal oxide and polydiacetylene fibers through electrospinning

Abstract

In this study, the nanofibers synthesized using electrospinning could show a possible advantage in the field of patterning a polymer polymerized by the plasma and the measuring concentration electrode of the electrochemical biological material. Electrospinning is a method that can be easily synthesized nanofibers that can be applied to various fields. In chapter Ⅰ, we synthesized composite materials with one-dimensional single crystalline ruthenium dioxide nanorods on electrospun titanium dioxide nanofibers. The nanostructure composited with nanofibers and nanorods could be seen effective electrochemically catalytic materials with a small amount because of the large surface area. The electrode made using the composite nanostructure was confirmed that an electrochemical reaction in oxidation-reduction reaction of H2O2 occurs and potential possibility of using redox reaction of H2O2 was shown. In chapter Ⅱ, we synthesized several ratio of mixed nanofibers with 10,12-pentacosadiynoic acid (PCDA) and diacetylene monomers having hexaethylene glycol functional group. In the materials, we confirmed possibility of polymerization via plasma. For the first time, we showed that polydiacetylenes (PDA) fibers were polymerized by plasma not by UV irradiation. Accordingly, it was confirmed that the color change and the fluorescence change occurred. Different variations were shown depending on the mixed ratio of monomers, power of plasma and exposure time.;이 논문은 전기방사를 이용하여 합성한 나노 섬유가 전기화학적 생체 물질의 농도 측정 전극과 플라즈마에 의한 고분자 중합으로 패터닝 분야에 활용 가능함을 보이고자 연구를 진행했다. 첫 번째 장에서 전기방사를 이용해 합성한 티타늄 다이옥사이드 나노 섬유 위에 1차원 단결정 루테늄 다이옥사이드 나노 막대를 합성하였다. 전기방사는 다양한 분야에 응용할 수 있는 나노 섬유를 쉽게 합성할 수 있는 방법이다. 이러한 나노 섬유와 나노 막대가 복합된 나노 구조체는 표면적을 증대시켜 소량의 물질로도 전기화학적 촉매 효과를 볼 수 있다. 합성한 복합 나노 구조체를 이용해 만든 전극이 과산화수소의 산화-환원 반응에 전기화학적 반응을 일으킴을 확인하였으며, 과산화수소의 산화-환원 센서로 사용할 수 있는 가능성을 보였다. 두 번째 장에서 폴리다이아세틸렌과 폴리다이아세틸렌에 헥사에틸렌글리콜기를 작용기로 가지는 다이아세틸렌 단량체를 비율별로 섞은 나노섬유를 전기방사를 통해 합성하고, 플라즈마에 의한 고분자 중합이 가능함을 확인하였다. 처음으로 자외선 조사가 아닌 플라즈마 조사에 의해 고분자가 중합되는 것을 보였으며, 그에 따라 색 변화와 형광의 변화가 수반됨을 확인할 수 있었다. 폴리다이아세틸렌의 혼합 비율과 플라즈마의 세기, 노출시간에 따라 다른 변화를 보였다.