• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.138-138
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• 2013

Ni-CeO2 및 Ni-MgO와 같이 Ni이 포함된 나노복합물질을 고주파 유도결합 플라즈마를 이용하여 합성하였다. 이를 위해, 먼저, 1~100 ${\mu}m$ 크기의 가상 Ni 입자와 고융점 세라믹 입자가 플라즈마 유동 내에서 겪는 열전달 과정을 수치해석을 통해 묘사하였다. 묘사 결과로부터, 완전 기화한 Ni 증기가, 채 기화하지 못하고 고체 형태로 남은 세라믹 입자 위에서 균일하게 응축된 형태를 갖는 Ni-세라믹 나노입자 합성을 예측하고, 실제 합성 실험을 25 kW 급 고주파 유도결합 플라즈마에 0.1~10 ${\mu}m$ 크기의 Ni, CeO2 및 MgO 분말을 주입하여 수행하였다. 마지막으로, 실험을 통해 합성된 Ni 계 복합나노물질에 대해, FE-SEM 및 TEM 사진 분석과 EDS 및 ICP-AES 성분 분석을 진행하고, 수치해석을 통해 예측된 결과와 비교 검토하였다.

• Composites Research
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• v.37 no.3
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• pp.209-214
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• 2024

Graphene oxide (GO), known for its high stiffness, thermal conductivity, and electrical conductivity, is being utilized as a reinforcement in nanocomposite materials. This study evaluates the mechanical properties of epoxy nanocomposites incorporating GO and edge modified GO (E-GO), which has hydroxyl groups substituted only on its edges. GO/E-GO was uniformly dispersed in epoxy resin using ultrasonic dispersion, and mechanical properties were assessed through tensile testing. The results showed that the addition of nanoparticles increased both tensile strength and toughness. The tensile strength of the epoxy without nanoparticles was 74.4 MPa, while the highest tensile strength of 90.7 MPa was observed with 0.3 wt% E-GO. Additionally, the modulus increased from 2.55 GPa to 3.53 GPa with the addition of nanoparticles. Field emission scanning electron microscopy of the fracture surface revealed that the growth of cracks was impeded by the nanoparticles, preventing complete fracture and causing the cracks to split in multiple directions. E-GO, with surface treatment only on the edges, exhibited higher mechanical properties than GO due to its superior dispersion and surface treatment effects. These results highlight the importance of nanoparticle surface treatment in developing high-performance nanocomposite materials.

• Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
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• 2003.10a
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• pp.37-41
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• 2003

열화학 기상합성법을 이용한 탄소나노튜브의 성장에서 촉매 금속 층의 형성 공정은 탄소나노튜브의 직경 및 길이를 제어해주는 가장 중요한 요소이다. 탄소나노튜브의 대량합성을 위해 자성유체를 이용한 촉매 금속 층의 손쉬운 형성공정을 개발하였다. 수용성 폴리비닐알코올과 마그네타이트 나노 입자들이 혼합된 자성유체를 다양한 기판에 스핀 코팅하여 촉매 금속 층을 간편하게 형성할 수 있었다. 자성유체 제조 시 혼합된 수용성 폴리비닐알코올은 자성유체용액의 점성을 증가 시켜 주었으며, 이러한 점성의 증가는 스핀 코팅 시 용액과 기판간의 접착력을 증대시켜 주었다. 또한 건조 과정 이후에도 잔류되어 탄소나노튜브 합성 공정 중에 촉매금속이 응집되는 현상을 방지 차여 균일한 입자 크기를 유지하도록 하였다. 이는 고밀도의 수직 배열된 탄소나노튜브의 성장의 직접적인 원인으로 생각된다. 또한 탄소나노 튜브의 대량 합성을 위해서 Si 기판 치에 알루미나와 금속 기판에서도 탄소나노튜브의 성장을 시도하였다.

• Composites Research
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• v.25 no.6
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• pp.178-185
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• 2012

One of a unique technique in manipulating a multifunctional composite is demonstrated in this study. An electric field is applied to a liquid suspension in order to align the inclusions along with the direction electric field. This is called FAiMTa(Field Aided Micro Tailoring). It makes orthotropic polymer composites by arranging the micro and/or nano size particle inclusions in chain-line formation. Several kinds of particles such as $Al_2O_3$, graphite, CNT(Carbon Nano Tube), W(Tungsten) are tested to verify the effectiveness of the FAiMTa. The particles redistributed in an epoxy suspension and their coupons show that mechanical and thermal properties of orthotropic and random composites containing those particles depend on the trend of particles' alignment. The micro-images of the functional composite from FAiMTa have been captures and their physical properties demonstrate their wide-range and state-of-the-art application for advanced multifunctional composites.

• Composites Research
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• v.23 no.1
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• pp.31-36
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• 2010

The improvement of electrical conductivity of carbon-fiber reinforced plastics (CFRP) has been investigated by silver nano-particles coating for the purpose of lightning strike protection. Silver nano-particles in colloid were sprayed on the surface of carbon fibers, which were then impregnated by epoxy resin to form a CFRP specimen. Electrical resistance was measured by contact resistance meter which utilize the principles of the AC 4-terminal method. Electrical resistance value was then converted to electrical conductivity. The coated silver nano-particles on the carbon fibers were verified by SEM and EDS. The electrical conductivity was increased by three times of the ordinary CFRP.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.46 no.3
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• pp.347-351
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• 2014

We studied the green synthesis and antibacterial activity of chitosan-silver (Ag) nanocomposite films for application in food packaging. Green synthesis of Ag nanoparticles (AgNPs) was achieved by a chemical reaction involving a mixture of chitosan-silver nitrate ($AgNO_3$) in an autoclave at 0.1 MPa, $121^{\circ}C$, for 15-120 s. The formation of AgNPs in chitosan was confirmed by both UV-Visible spectrophotometry and transmission electron microscopy (TEM) and the effects of chitosan-$AgNO_3$ concentration and reaction time on the synthesis of AgNPs in chitosan were examined. The resulting chitosan-Ag composite films were characterized by various analytical techniques and their antibacterial activity was evaluated based on the formation of halo zones around films, indicating inhibition of the growth of Escherichia coli. A fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy analysis showed that free amino groups in chitosan acted as effective reductants and AgNP stabilizers. The composite films exhibited enhanced antibacterial activity with increasing Ag content on the surface of as-prepared composite films.

• Composites Research
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• v.26 no.6
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• pp.337-342
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• 2013

The good dispersion of nano-materials in epoxy matrix was important parameter for the reinforcement effect, and the evaluation of dispersion degree was to prove it. This work was studied to predict the dispersion condition of nano-SiC powders in SiC/epoxy composites using capacitance measurement. Capacitance was defined to be the electric capacity in proportional to electron charge of the measuring section. In case of nano-SiC powders, the electron charge of SiC/epoxy composites was higher than that of neat epoxy resin. Capacitance was evaluated for each section of SiC/epoxy composites. The prediction of dispersion condition was verified by using capacitance measurement. Dispersion condition of nano-SiC powders in epoxy matrix was evaluated with two different dispersion methods, i.e., sonication and stirring methods. The dispersion degree was also verified with the tensile strength correlating to capacitance.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.127-130
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• 2011

본 연구에서는 나노입자와 고분자 기지 간에 공유결합을 형성시킨 나노복합재의 계면특성과 탄성계수에서 나타나는 크기효과를 고려하기 위해 분자동역학과 미시역학모델을 순차적으로 연계하는 멀티스케일 해석모델을 제안하였다. 나노입자의 체적분율이 동일한 5개의 나노복합재 셀에 대해, 입자의 표면 원자와 고분자 기지 간에 탄소로 구성된 공유결합을 생성시킨 후 분자동 역학 전산모사를 통해 탄성계수를 예측하였고, 공유결합이 존재하지 않는 나노복합재의 탄성계수와 이를 비교하여 계면의 물성증가와 탄성계수에서 나타나는 입자의 크기효과를 규명하였다. 향상된 계면의 특성을 연속체 해석 모델에서 고려하기 위해 분자동역학 해석결과와 미시역학 모델을 연계하는 순차적 브리징 기법을 적용하였고, 이로부터 계산된 계면의 물성의 타당성을 유한요소 해석을 통해 검증하였다. 그 결과 입자와 기지 간 공유결합을 통해 나노복합재가 보다 넓은 범위에 걸친 크기효과를 나타냈으며, 제안된 브리징 모델을 통해서 물리적으로 타당한 계면의 탄성계수 값을 계산할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.184-184
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• 2010

Write-once-read-many times (WORM) 메모리 소자는 1회에 한해 쓰기 가능한 저장 장치로서 반영구적인 기록 보존을 필요로 하는 분야에서 널리 사용되는 저항 구조의 비휘발성 메모리 소자이다. 무기물을 사용한 WORM 메모리 소자의 제작과 소자의 전기적 특성에 관한 많은 연구가 활발히 진행되었으나 절연성 고분자인 Polystyrene (PS) 박막에 분산된 ZnO 나노입자를 이용한 무기물/유기물 복합 구조의 WORM 메모리 소자에 관한 연구는 상대적으로 미흡하다. 본 연구에서는 ZnO 나노입자가 분산되어 있는 PS를 스핀코팅 방법으로 박막 형태로 증착하여 WORM 메모리 소자를 제작하고 전기적인 성질을 조사하였다. 소자를 제작하기 위해 ZnO 나노 입자와 PS를 용매인 N,N-디메틸포메미드에 혼합하여 소자를 제작하였다. 그 후 하부 전극인 ITO가 증착되어 있는 유리 기판 위에 ZnO와 PS가 분산되어 있는 고분자 용액을 스핀 코팅 방법으로 도포한 후에 열을 가해 용매를 제거하여 박막을 형성하였다. ZnO 나노입자가 분산되어 있는 PS 박막 위에 Al을 상부 전극으로서 증착하였다. 전압을 인가하여 측정한 전류-전압 특성은 1.5 V에서 소자의 전도도가 크게 향상이 되는 것을 관측하였다. 읽기 전압에서 낮은 전도도(OFF 상태)와 높은 전도도 (ON 상태)의 크기는 $10^3$으로 이며, ON 상태가 된 이후에는 OFF 상태로 전환되지 않는 전형적인 WORM 메모리 소자의 특성이 관측되었다. ZnO 나노 입자가 없이 PS 만으로 박막을 제작한 소자는 쌍안정성 특성이 나타나지 않았다. 따라서 소자에서 전류 쌍안정성으로 나타난 원인은 PS안에 분산되어 있는 ZnO 나노입자에 기인함을 알 수 있었다. 제작된 WORM 메모리 소자의 기억 유지 특성에 대한 결과는 장시간에 걸친 측정에서 ON 전류 및 OFF 전류의 변화가 거의 없었다. 이 실험 결과는 제작된 무기물/유기물 복합 구조를 가진 WORM 메모리 소자는 우수한 기억 특성을 가지고 있으며 반영구적인 메모리 소자로 사용할 수 있음을 제시하고 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.222-223
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• 2006

고전압 전기기기의 열화는 여러 가지 요인에 의해 발생한다. 따라서 여러 환경 요인에 영향을 비교적 적게 맡는 절연재료 개발에 의한 절연성능 항상은 그동안 많은 연구자들의 관심의 대상이 되어왔다. 최근 고분자 수지 내에 나노 크기의 충진제를 혼합하여 절연성능 및 기계적, 열적 특성을 향상시키는 연구가 점차 활성화되고 있다. 그러나 나노 크기 입자의 활용은 분자단위 크기의 입자가 가지는 Van der Waals력의 문제로 인하여 전기기기의 절연재료로 활용하기에는 어려운 점이 나타나고 있다. 본 논문에서는 에폭시/$SiO_2$ 나노복합재료를 제조하여 분산시간에 따른 입자의 문산 상태를 살펴보았다.