• Title/Summary/Keyword: 나노 복합재

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탄소나노튜브 복합재의 수소저장특성 (Hydrogen Storage Properties of Carbon Nanotube Composites)

  • 안중호;장민규
    • 한국분말재료학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.188-195
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    • 2008
  • Carbon nanotube (CNT)/$Mg_2Ni$ composites were synthesized to enhance the hydrogen storage properties. The emphasis was made on the effect of different shortening methods of CNTs on the open-tip structure and the resulting properties. The use of open CNTs as a starting material resulted in an enhanced hydrogen properties of CNT/$Mg_2Ni$ composites. Among the employed methods for the shortening of CNTs, wet milling using ethanol was the most efficient, while ultrasonic acid treatment or thermal decomposition resulted in a less hydrogen storage capacity.

탄소나노튜브를 이용한 전자파 차폐재 (Electromagnetic interference shielding materials using carbon nanotubes)

  • 윤호규
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2003년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.33-36
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    • 2003
  • AC and DC conductivity of the MWNT(Multi walled nanotubes)/polyurethane composites were investigated with respect to the various oxidative conditions, where these means acid concentration, treatment temperature, and treatment time. We suppose that the conditions of oxidation of the MWNTS have a certain influence on the degree of functionalization, damages, and dispersion of the MWNT themselves. Futhermore, the electrical properties of the resulting composites strongly depend on the oxidative conditions of MWNTS. The conductivity of the composites produced by using the optimal condition was measured as a function of frequency with volume content of MWNTS. These experimental results were analyzed using percolation theory Electromagnetic interference shielding effectiveness (SE) of the mixtures of polyurethane (PU), optimized MWNTs, and silver (Ag) is measured in the frequency range from 10 MHz to 6 ㎓ by using ASTM D4935-89. The measured SEs of the mixtures could be controlled from about 55 dB to 85 dB with the compositions of Ag/MWNT and compounding methods(C1, C2).

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탄소나노튜브/도전성폴리머 복합재 엑츄에이터의 제조 및 특성실험 (Fabrication and Electromechanical Behaviors of a SWNT/PANi Composite Film Actuator)

  • 장슈아이;김철
    • Composites Research
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    • 제19권5호
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    • pp.7-11
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    • 2006
  • SWNT(Single-Walled Carbon Nanotubes)와 도전성 고분자 PANi(Polyaniline)로 구성된 복합재료 합성물질을 제조하여 전기적 기계적 특성을 실험적으로 조사하였다. 이러한 재료는 인공근육 등으로 사용될 수 있어서 미소 인공생물체및 로봇의 구동에 응용될 수 있다. 이 작동기는 90% 순도의 SWNT와 화학적 Polymerization을 이용하여 본 연구실에서 개발된 완전히 새로운 방식으로 제조되었다. 4 탐침 측정법(4-probe method)을 사용하여 이 필름형 복합재 작동기의 전기전도도를 측정한 결과 56.15 S/cm의 값을 나타냈으며, 순수 PANi은 17.38 S/cm를 나타내었다. 순수한 도전성 폴리머 보다 3.2배 높은 전도성을 나타내었다. 이 작동기의 재료적 특성은 SEM을 사용하여 분석하였으며, 우수한 특성을 갖고 있었다. 전압이 작용할 때 변형률을 측정하기 위해서 레이저 측정 센서가 부착된 측정장치가 개발되었으며, $NaNO_3$ 용액 속에서 작동되며, 1볼트의 전압이 가해졌다. 초기 길이 12.690 mm에서 12.733 mm로 늘어났으며, 0.34%의 변형률이 계산되었다. 이 값은 호주 Tahhan의 0.23%보다 48% 정도 높은 변형률이다.

등통로각압축공정을 이용하여 제조된 Cu-15 wt%Ag 복합재의 미세구조 (Microstructural Evolution of Cu-15 wt%Ag Composites Processed by Equal Channel Angular Pressing)

  • 이인호;홍순익;이갑호
    • 대한금속재료학회지
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    • 제50권12호
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    • pp.931-937
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    • 2012
  • The microstructure of Cu-15 wt%Ag composites fabricated by equal channel angular pressing (ECAP) with intermediate heat treatment at $320^{\circ}C$ was investigated by transmission electron microscopy (TEM) observations. Ag precipitates with a thickness of 20-40 nm were observed in the eutectic region of the Cu-15 wt%Ag composite solution treated at $700^{\circ}C$ before ECAP. The Cu matrix and Ag precipitates had a cube on cube orientation relationship. ECAPed composites exhibited ultrafine-grained microstructures with the shape and distribution dependent on the processing routes. For route A in which the sample was pressed without rotation between each pass, the Cu and Ag grains were elongated along the shear direction and many micro-twins were observed in elongated Cu grains as well as in Ag filaments. The steps were observed on coherent twin boundaries in Cu grains. For route Bc in which the sample was rotated by 90 degrees after each pass, a subgrain structure with misorientation of 2-4 degree by fragmentation of the large Cu grains were observed. For route C in which the sample was rotated by 180 degrees after each pass, the microstructure was similar to that of the route A sample. However, the thickness of the elongated grains along the shear direction was wider than that of the route A sample and the twin density was lower than the route A sample. It was found that more microtwins were formed in ECAPed Cu-15 wt%Ag than in the drawn sample. Grain boundaries were observed in relatively thick and long Ag filaments in Cu-15 wt%Ag ECAPed by route C, indicating the multi-crystalline nature of Ag filaments.

광물 합성 공정의 관점에서 본 생광물화과정 및 생체모방공학 (Biomineralization and Biomimetics from the Point of Mineral Processing)

  • 이승우;장영남;박승빈
    • 한국패류학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.1-18
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    • 2010
  • 자연에 존재하는 생명체들은 유기-무기 성분들이 포함된 미세구조로 이루어진 계층학적으로 복잡한유-무기 나노 복합재를 합성한다. 자연에서 진행되는 유기-무기 나노복합재의 생성 및 재생 과정은 생광물화과정으로서 생물학적 환경에서 진행되는 생광물화과정의 연구는 신물질 합성에 대한 단서를 제공할 뿐만 아니라 산업적으로 중요한공정의 개발에 있어 귀중한 지침으로 활용될 수 있다. 연체동물 역시 생광물화과정을 수행하는 다른 생명체들과 마찬가지로 단백질과 다당류로 이루이진 유기매트릭스와 무기물의 상호작용을 통하여 패각을 설계하고 합성한다. 본 고찰에서는 이매패류의 패각 형성 과정 연구를 기반으로 아울러 생광물화과정 연구를 기반으로 한 소재합성과 관련된 생체모방공학 기술을 고찰하였다.

전이 금속 산화물을 이용한 가시광선 기반 광촉매 분해 (Visible Light-based Photocatalytic Degradation by Transition Metal Oxide)

  • 이수민;박예지;이재훈;라즈쿠마 파텔
    • 멤브레인
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    • 제29권6호
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    • pp.299-307
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    • 2019
  • 광촉매는 물에서 유기 염료를 분해하는 친환경적 기술이다. 산화 텅스텐은 이산화 티타늄에 비해 더 작은 밴드갭을 지니고 있어 광촉매 나노물질로서 활발히 연구되고 있다. 계층적 구조의 합성, 백금 도핑, 나노 복합물 또는 다른 반도체와의 결합 등이 광촉매 분해 효율을 향상시키는 방법들로 연구되고 있다. 이들 방법들은 광 파장의 적색편이를 유도하여 전자 이동, 전자-정공 쌍의 형성과 재결합에 영향을 미친다. 산화 텅스텐의 형태 개질을 통해 앞서 언급한 광촉매 분해 효율을 향상시키는 방법들과 합성에 대해 분석하였으며 금속 산화물과 탄소 복합재를 결합하는 방법이 새로운 물질의 합성이 필요없으며 가장 효율적인 방법으로 조사되었다. 이러한 광촉매 기술은 수처리 분리막기술과 모듈화하여 정수처리 목적으로 사용될 수 있다.

콘크리트 구조물 보수를 위한 초속경 나노-시멘트 복합체의 발열성능 (Heat Performance of Rapid Hardening Nano-Cementitious Composite for Repairing of Concrete Structures)

  • 조상현;이희영;유원준;김동휘;정원석
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.421-428
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    • 2020
  • 겨울철 도로는 내부 수분의 빙결현상으로 인한 블랙아이스가 발생하여 많은 피해를 유발한다. 최근에는 다양한 기능을 가진 Multi-walled carbon nanotube(MWCNT)와 콘크리트를 복합하여 열적 및 전기적 성능이 우수한 건설 재료에 대한 연구가 진행되고 있다. 이러한 나노-콘크리트 복합재료를 활용하여 시공한 구조물은 표면에 결함이 발생하여 일반적인 보강재를 사용할 경우 열적 및 전기적 성능이 현저하게 저하된다. 본 연구는 표면에 결함이 발생한 콘크리트 구조물을 단시간 내에 보강할 수 있는 초속경 나노-시멘트 복합체의 발열성능과 소비전력을 분석하고자 한다. 실험은 초속경 시멘트계 재료, 양생일, 공급전압을 매개변수로 설정한 뒤 수행하였다. 초속경 시멘트계 재료는 시멘트 페이스트, 모르타르, 콘크리트로 구분하였다. 실험결과, 양생일이 1일인 경우에는 전압을 20V 공급할 시 모든 초속경 나노-시멘트 복합체에서 10℃ 이상의 발열성능이 확인되었다. 양생일이 28일인 경우에는 1일에 비하여 동일 전압에서의 발열성능이 소폭 감소하였으나, 전압을 30V까지 공급하여도 안정적으로 발열성능이 유지되는 것으로 분석되었다. 결과적으로 초속경 나노-시멘트 복합체는 콘크리트 구조물 표면 결함을 보강한 후 단시간 내에 발열성능을 발현할 수 있고, 일정시간이 지나도 발열성능이 유지되는 것으로 판단된다.

상변환/졸-겔법에 의한 $ZrO_2$ 나노입자 함유 Polyethersulfone 한외여과 막의 제조 (Preparation of Polyethersulfone Ultrafiltration Membranes Containing $ZrO_2$ Nanoparticles by Combining Phase-inversion Method/Sol-gel Technique)

  • 염경호;이윤재
    • 멤브레인
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    • 제16권4호
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    • pp.303-312
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    • 2006
  • 상변환과 졸-겔 반응을 동시에 행하는 새로운 제막법으로 나노크기의 $ZrO_2$ 입자가 함유된 비대칭형 PES-$ZrO_2$ 복합 막을 제조하였다. PES-$ZrO_2$ 복합 막 제조의 최적 제막 조건을 복합 막에의 인 흡착실험을 수행하여 인 흡착량이 최대가 되는 조건으로서 결정하였는바, 최적 제막 조건은 캐스팅 용액에 1 mL의 PES 당 0.15 mL의 $Zr(PrO)_4$ 첨가 및 비용매 1 L에 1 mL $Zr(PrO)_4$ 당 30 mL의 $HNO_3$ 촉매를 첨가했을 때 이었다. 복합 막의 단면 구조, 막성능 및 $ZrO_2$ 입자 함유량 변화를 SEM, 순수투과량, TGA, ICP, XRD 및 접촉각 측정을 통해 결정하였는바, 캐스팅 용액에의 $Zr(PrO)_4$ 첨가량이 증가할수록 순수 투과량이 증가하며, $ZrO_2$ 입자 함유량은 1 mL의 PES 당 0.15 mL의 $Zr(PrO)_4$ 첨가했을 때 최대가 되었다. 복합 막의 표면 특성을 친수성으로 개선하기 위하여 인산처리를 하였으며, 인산처리 전후(前後)의 두 종류 PES-$ZrO_2$ 복합 막을 대상으로 한 BSA 용액의 dead-end 한외여과 실험을 수행하여 막오염 형성의 억제 정도를 평가한 결과 인산처리 시킨 복합 막의 경우 투과량과 BSA 배제도 모두 약 40% 정도 증가하였는데 이는 복합 막을 인산처리 시킴으로서 막특성이 친수화 되었기 때문이다.

고분자-점토 나노복합체 이해와 향후 연구 방향 (Comprehending Polymer-Clay Nanocomposites and Their Future Works)

  • 최용석;정인재
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권1호
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    • pp.23-36
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    • 2008
  • 고분자-점토 나노복합체는 소량의 점토를 사용하여 큰 기계적 물성향상을 나타내 많은 관심을 끌고 있는 분야이다. 층상 구조를 갖고 있는 점토를 고분자 matrix에 분산하는 과정으로 요약할 수 있는 고분자-점토 나노복합체 제조는 친수성 점토 표면을 조절하는 기술, 점토의 물리적 성질을 이용하는 무기재료에 관한 지식, 고분자 합성, 고분자 유변학, 고분자 용액 거동, 기계적 물성이 복합적으로 작용하는 계이다. 이러한 복잡성을 설명하기 위해, 이 총설에서 점토 종류와 그 특성을 설명하였다. 또한 점토 특성과 고분자-점토 나노복합체 제조 방법의 연관성에 대해 설명하고, 제조된 복합체의 구조 분석과 방법에 대해 설명하였다. 그리고 복합체의 특징적인 물성을 분류한 후 그 물성과 복합체의 구조를 연관하여 살펴보았다. 마지막으로 최근의 연구 경향과 향후 연구 경향을 제시하였다.

자기력 최적화에 따른 전해-자기 복합가공의 특성 평가에 관한 연구 (Study on Characteristics of EP-MAP Hybrid Machining by Optimization of Magnetic Flux Density)

  • 박창근;곽재섭
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권3호
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    • pp.319-324
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    • 2013
  • 본 연구에서는 CNT-Co 복합체를 이용한 전해-자기(EP-MAP) 복합가공 공정을 개발하였다. CNT-Co 복합체는 높은 강도와 뛰어난 전기적 성질을 가지는 소재이기 때문에 전해-자기 복합가공의 연마재 및 전극으로 적합하다. 전해-자기 복합가공의 시너지 효과를 평가하기 위해서 각 실험조건하에서 특성평가 실험이 수행되었으며, 각 실험인자는 자기력, 전해액, 공구의 회전속도, 전해전압, 간극 등이 있다. 그 결과 CNT-Co 복합체와 화학적 반응이 없는 $NaNO_3$ 가 본 공정의 가장 적절한 전해액으로 선정되었다. 그리고 높은 자기력은 가공중의 CNT-Co 복합체내에 전해액 유동을 방해하는 인자이다. 이로 인해 공작물의 표면상의 가공부위에 열에너지가 상승하게 되고 공작물 표면손상과 피팅현상이 발생하여 가공효율성이 떨어지게 된다.