Poly (vinylidene fluoride) (PVDF), which is the representative piezoelectric polymer, is expected to be used in various industry fields owing to its high flexibility, durability, and low cost. In order to obtain the high piezoelectric property of PVDF, more $\beta$-phases are required. In this study, phase transformation mechanism of the $TiO_2$ nano-particles reinforced PVDF nano-composite films in the microwave-assisted solvent evaporation process were investigated to enhance the $\beta$-phase structure which has high piezoelectric characteristics. The crystalline behaviors of the prepared PVDF/$TiO_2$ films were investigated by X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). All experimental results were confirmed by molecular dynamics (MD) simulation.
Poly (vinylidene fluoride) (PVDF)는 대표적인 압전 고분자 물질로써, 유연하고 가격이 낮으며 내구성이 높다는 장점들을 보유하고 있기 때문에 향후 다양한 산업에 이용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. PVDF의 압전 능력을 향상시키기 위해서는, 더 많은 $\beta$ 결정형이 요구된다. 해당 연구에서는 PVDF/$TiO_2$ 나노 복합재 필름을 제작할 때 용매 증발 과정 중에 마이크로웨이브 조사 공정을 도입하여 $\beta$ 결정형 형성을 향상시키고자 하였다. 해당 공정을 통해 직접 제작한 PVDF/$TiO_2$ 필름의 결정형 거동은 X-ray diffraction (XRD)와 Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR)를 통해 분석하였다. 더 나아가서 분자동역학 전산모사를 이용하여 마이크로웨이브와 금속산화물 입자 보강이 PVDF 결정형에 미치는 영향을 분석하여 실험 결과와 검증하였다.
