• 제목/요약/키워드: 압전 섬유

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재인식되어야할 섬유과학기술의 방향과 역할

  • 김지주;김공주;박병기
    • 한국염색가공학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.77-85
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    • 1995
  • 섬유와 인류의 관계는 실로 5,000년이 넘는다. $\ulcorner$섬유$\lrcorner$라고 하면 많은 사람들이 $\ulcorner$의복$\lrcorner$만을 연상한다. 따라서 의복이 왜 그렇게 대단한 기술이며 과학이겠는가 하고 반문하는 사람도 있다. 이는 의복이라는 단순한 개념의 섬유만을 상상하기 때문이다. 장구한 의복의 역사가 곧 섬유의 역사라고 생각하는 것 또한 무리는 아니다. 그런데 최근 우리의 경제부흥에 가장 큰 공헌을 한 산업이 섬유산업이라는 데는 이의가 있을 수 없다. 지금 세계의 섬유산업은 내실 크나큰 변화를 일으키고 있다. 이는 장구한 세월동안 축적되어 온 섬유기술이 새로운 첨단산업을 탄생시키고 새로운 산업분야를 형성시키고 있기 때문이다. 지금 섬유산업은 르네상스를 맞이하고 있다는 것이 현실이며, 섬유기술은 고차원적인 첨단기술시대를 열어가고 있다. 선진 제국들은 중요한 테크놀로지의 하나로 신소재공학 기술을 열어가고 있다. 그 예로서 항공, 우주, 해양, 원자력, 토목, 건축 분야 등에서 요구하고 있는 고강도 고탄성의 섬유, 내열, 방염, 내부식성인 즉 내환경성의 섬유, 일렉트로닉스 분야의 도전성, 압전성, 광전성, 방사선 차단성, 흡진성, 도광성의 특수기능섬유, 라이프사이언스분야의 생체적합성, 혈액적합성, 고분리기능성 등과 같은 바이오섬유, 이 모든 것들은 21세기 각 분야의 첨단공학을 실현시키는데 필요불가결한 것들이다.

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Nanopiezotronics 기술 (Nanopiezotronics Technology)

  • 이수재;유인규;추혜용
    • 전자통신동향분석
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    • 제27권1호
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    • pp.1-18
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    • 2012
  • 미래 사회는 나노기술(NT)을 바탕으로 IT-ET-BT 기술이 융합된 유비쿼터스 사회로 진화하고 있으며, 미래 산업 사회로의 전환을 위해서는 성능개선이 아닌 성능한계 돌파의 패러다임 전환이 가능한 임계성능의 나노 소재/신소자의 개발이 절실히 요구되고 있다. 또한 차세대 단말기는 휴대성의 편리함, 융복합화/다기능화, 인간 친화형이 요구되고, flexible/stretchable/bendable한 형태로 발전하고 있는 상황이다. 나노 피에조트로닉스(nanopiezotronics) 기술은 역학적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 나노 발전 소자(nanogenerator)의 원리를 기반으로 하며 나노선, 나노벨트와 같은 1차원적 나노구조 소재의 압전성과 반전도성이 결합된 특성을 이용한 신기능의 미래 IT 융합 나노 전자/에너지 소자를 구현하는 기술로서 미래 유망 기술로 부각되고 있다. 현재 기술 수준은 압전 전계 효과 트랜지스터, 압전-다이오드, 압전 센서, 압전 나노 발전 소자 등과 같은 prototype 소자를 제작하는 수준에 머무르고 있으나 향후 초고감도 압전 센서, 자가발전 MEMS/NEMS 및 나노 시스템, 스마트 웨어러블 시스템, 건강 모니터링 시스템, 인체 삽입형 소자, portable 및 투명 유연 전자소자 등의 다양한 미래 융합 나노 소자 및 시스템에 광범위한 활용이 가능하며, 향후 신기능의 소자/부품/시스템 창출을 위한 기술로 자리매김할 것으로 전망된다. 본고에서는 압전 나노선, 나노튜브, 나노섬유 등의 1차원적 나노구조체 기반의 nanopiezotronics 기술과 최근의 연구결과들을 소개한다.

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전자기장과 열하중을 받는 복합재료 평판의 압전제어에 따른 동특성 변화 (Variation of Dynamic Characteristics of Composite Plates Subjected to Electromagnetic and Thermal Fields via Piezoelectric Control)

  • 박상윤;송오섭
    • Composites Research
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    • 제29권6호
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    • pp.379-387
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    • 2016
  • 본 논문에서 전자기장과 열 하중을 받는 복합재료 평판에 대하여 압전재료를 이용한 압전제어를 수행하였다. 구조물에 가해지는 전자기장과 열 하중, 그리고 구성방정식에서 고려되는 압전효과가 모두 포함된 지배방정식을 FSDT 판 이론에 기초하여 Hamilton 원리에 의하여 유도하였다. 평판의 경계면에서 발생하는 제어력과 제어 모멘트는 비례제어 및 속도제어 로직에 의하여 적용되었다. 전자기장과 열 하중, 그리고 압전효과가 복합재료 평판의 동특성에 미치는 영향에 대하여 고찰하고, 압전효과 및 복합재료의 섬유각 변화를 통하여 복합재 구조물의 동특성을 효과적으로 제어 가능함을 확인하였다.

곡면형 압전 복합재료 작동기 LIPCA 개발 (Development of Lightweight Piezo-composite Curved Actuator)

  • 박기훈;윤광준;박훈철
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.94-100
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    • 2002
  • 본 논문은 곡면형 압전 복합재료 작동기 LIPCA의 개발 및 성능 실험에 관한 것이다. LIPCA는 압전 세라믹을 중심으로 상층부는 탄성계수가 크면서 열팽창계수가 낮은 섬유강화 복합재료층이 위치하며, 하층부는 탄성계수가 작으면서 열팽창계수가 큰 섬유강화 복합재료층이 위치한다. 작동기의 성능 검증을 위해 작동지그 및 전압 공급 장치 그리고 비접촉 레이저 센서로 이루어진 실험 시스템을 구성하였다. 성능 실험은 양단 단순지지상태에서 압전 재료의 전극에 $100\sim400V_{pp}$의 교류 전압을 1Hz로 가하였을 경우 작동기 중앙부에서 발생하는 수직방향의 변위를 측정하는 것으로 수행하였다. LIPCA와 THUNDER의 성능 검증 결과 LIPCA-C2는 THUNDER에 비해 34% 경량화 되었으며, 작동변위는 13% 향상되었다.

P(VDF/TrFE)의 새로운 전이에 대한 실험적 증거 (Experimental Evidence for the Existence of a New Transition of a VDF and TrFE Copolymer)

  • 김갑진;이종순;조항원
    • 한국섬유공학회:학술대회논문집
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    • 한국섬유공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.105-109
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    • 2002
  • vinylidene fluoride(VDF)와 trifluoroethylene(TrFE)의 공중합체 인 P(VDF/TrFE)는 전기활성을 갖는 강유전성 결정이므로 압전성 및 초전성 재료로 PVDF와 더불어 널리 사용되고 있다. 그러나 P(VDF/TrFE)는 어떤 온도 이상에서는 all-trans conformation을 하는 강유전 결정상이 전기적으로 불활성으로 되면서 PVDP의 $\alpha$-결정의 사슬배좌(trans-gauche)와 유사한 상유전 결정상으로 전이하는 상승 Curie 전이 온도 (T$^{\uparrow}$ $_{c}$ )가 존재하기 때문에 P(VDF/TrFF)의 압전재료로서의 적용온도 범위가 넓지 못하다는 단점이 있다. (중략)

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P(VDF-co-HFP)와 poly(vinyl methyl ketone) 블렌드물의 혼화성 및 상분리 거동 (Miscibility and Phase Separation Behavior of P(VDF-co-HFP) and Poly(vinyl methyl ketone) Blends)

  • 김영호;홍성돈;김갑진
    • 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)

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나일론 11의 미세결정구조에 대한 외부전장 효과 (Effect of External Electric Field on the Microcrystalline Structue of Nylon 11)

  • 김영호;최재원;김갑진
    • 한국섬유공학회:학술대회논문집
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    • 한국섬유공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.439-442
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    • 2002
  • 나일론 m형의 폴리아미드계 고분자의 경우 m의 수가 홀수일 때 N-H와 C=O 사이의 dipole 배열에 의하여 거대한 dipole moment가 나타나기 때문에 극성 결정구조를 나타내게 되며(1), 그 중에서도 특히 나일론 7과 11은 압전성을 나타낸다. 한편, 나일론 11[poly(undecanolactam)]은 $\alpha$, $\beta$, ν, $\delta$, $\delta$' 형과 같이 적어도 다섯 개의 결정형태를 갖는데[2-3], 이러한 여러 가지의 결정형태는 시료의 제조조건과 열처리 조건 등에 따라서 달라진다. (중략)

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