• Title/Summary/Keyword: 전도성 섬유

Search Result 184, Processing Time 0.027 seconds

Super-growth of Carbon Nanotubes by O2-assisted Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition

  • Park, Sang-Eun;Kim, Yu-Seok;Kim, Seong-Hwan;Lee, Su-Il;Jo, Ju-Mi;Park, Jong-Yun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
    • /
    • 2011.08a
    • /
    • pp.387-387
    • /
    • 2011
  • 탄소 나노튜브(Carbon nanotubes, CNTs)는 육각형 모양의 구조로서 오직 탄소만으로 이루어진 소재이다. CNT는 열전도율이 다이아몬드보다 약 2배 우수하고, 전기 전도는 구리에 비해 1,000배 높으며, 강도는 강철보다 100배나 뛰어나다. CNT의 이러한 특성을 이용한 트랜지스터, 태양전지, 가스 검출을 위한 고감도 센서, 나노 섬유, 고분자-탄소나노튜브 고기능 복합체 등 많은 분야에서 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 수직으로 성장된 탄소 나노튜브는 일반적인 재료에서는 보기 드물게 힘들게 직경이 나노 크기인 반면 길이는 수 mm까지 합성 되기 때문에 앞서 언급한 분야로의 활용이 더욱 유리하며, 그 중에서도 나노 섬유, 나노 복합체로서의 활용에 극히 유용하다. 이러한 이유로 수직 배열된 CNT 합성에 많은 연구가 집중 되고 있다. 여러 합성 방법 중 성장 변수를 비교적 용이하게 조절 가능한 열 화학 기상 증착법(Thermal chemical vapor deposition, TCVD)을 이용하여 수직 배열된 수 mm의 CNT를 합성한 연구 결과들이 보고된 바 있다. 그러나 앞선 연구결과들은 CNT의 성장속도가 느릴 뿐만 아니라 합성 시간이 길어질수록 성장 속도가 감소하는 경향을 보였다. 반면, 마이크로웨이브 플라즈마 화학 기상 증착법(Microwave plasma CVD, MPCVD)은 기존의 다른 TCVD에 비해 낮은 온도에서 CNT를 합성할 수 있는 장점을 가지며, 고출력(~600 W 이상)의 플라즈마를 사용하기 때문에 성장률이 높고 고밀도의 CNT 합성이 가능하다. 본 연구에서는 철을 촉매금속으로 사용하고 MPCVD을 이용하여 얇은 다중벽 CNT를 합성하였다. 철은 직류 마그네트론 스퍼터(D.C magnetron sputter)를 사용하여 증착하였다. 합성시 가스는 탄소 공급원인 메탄($CH_4$)과 함께 플라즈마 공급원인 수소($H_2$)를 사용하였다. 또한 산소($O_2$)의 주입 여부에 따른 CNT의 성장 속도와 성장 길이를 비교하였다. 산소를 주입하였을 때, CNT의 성장 속도와 길이 모두 크게 향상됨을 확인 할 수 있었다. 이는 촉매금속 표면의 비정질 탄소의 흡착으로 인해 활성화된 촉매금속의 반응시간을 증가시키기 때문이다. 성장된 CNT는 주사전자 현미경(Scanning Electron Microscopy, SEM)과 라만 분광법(Raman spectroscopy)을 통해 표면형상과 결정성을 분석하였다.

  • PDF

Evaluation of Mechanical and Electrical Properties of Bipolar Plate Made of Fiber-reinforced Composites for PEM Fuel Cell (섬유강화 복합재를 사용한 PEM 연료전지 분리판의 전기적.기계적 특성 평가)

  • Lee, Hee-Sub;Ahn, Sung-Hoon;Jeon, Ui-Sik;Ahn, Sang-Yeoul;Ahn, Byung-Ki
    • Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
    • /
    • v.14 no.5
    • /
    • pp.39-46
    • /
    • 2006
  • The fuel cell is one of promising environment-friendly energy sources for the next generation. The bipolar plate is a major component of the PEM fuel cell stack, which takes a large portion of stack cost. In this study, as alternative materials for bipolar plate of PEM fuel cells, graphite composites were fabricated by compression molding. Graphite particles mixed with epoxy resin were used as the main substance to provide electric conductivity To achieve desired electrical properties, specimens made with different mixing ratio, processing pressure and temperature were tested. To increase mechanical strength, one or two layers of woven carbon fabric were added to the graphite and resin composite. Thus, the composite material was consisted of three phases: graphite particles, carbon fabric, and epoxy resin. By increasing mixing ratio of graphite, fabricated pressure and process temperature, the electric conductivity of the composite was improved. The results of tensile test showed that the tensile strength of the two-phase graphite composite was about 4MPa, and that of three-phase composite was increased to 57MPa. As surface properties, contact an91e and surface roughness were tested. Graphite composites showed contact angles higher than $90^{\circ}$, which mean low surface energy. The average surface roughness of the composite specimens was $0.96{\mu}m$.

Design of $TiO_2$ electrode for DSSC

  • Lee, Wan-In
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
    • /
    • 2010.02a
    • /
    • pp.22-22
    • /
    • 2010
  • 최근 염료감응형 태양전지(DSSC)는 광변환효율 측면에서 향상 가능성이 높으며, 전기화학적 반응을 바탕으로 하므로 생산단가가 낮아 차세대 태양전지로 관심을 모우고 있다. 염료감응형 태양전지에 있어서 주요 구성성분 중의 하나는 다공성 산화물 광전극 재료이다. 다양한 반도체 물질과 비교할 때 $TiO_2$는 전도대의 위치와 전자이동성 면에서 비교적 적합하며, 유기물과의 흡착성 및 안정성 측면에서 대단히 우수하다. 염료감응형 태양전지의 $TiO_2$ 광전극이 갖추어야 할 요건은 표면적이 넓어서 염료 흡착량이 많아야 하며, 전자전달 및 전해질 이동을 위한 효율적 구조이어야 한다. $TiO_2$ 광전극 제작을 위한 재료로서는 나노입자가 널리 이용되며, 입자의 크기는 20 nm 부근이 적합한 것으로 알려져 있다. 본 발표에서는 나노입자 외에 나노막대, 나노섬유, 나노튜브, inverse-opal 구조 등과 같이 지금까지 연구되고 있는 $TiO_2$ 나노구조 관련연구를 소개 한다. 한편으로 효율적 전극구조를 제작하려면 $TiO_2$ 나노구조 제어 외에도, 투명전극과 $TiO_2$ 전극과의 계면층(interfacial layer) 제어, 빛의 효율적 이용을 위한 산란층(scattering layer) 및 $TiO_2$ 전극에서 전해질로의 전자손실 억제를 위한 blocking layer 도입 등이 필요하다. 이에 대한 기본개념을 설명하고 다른 연구자의 연구결과를 소개한다. 본 연구실의 연구 결과인, 메조 포러스 구조, 다공성 속빈구 구조와 구형구조체를 합성하고 이를 염료감응형 태양전지에 응용한 내용을 소개한다. 다공성 속빈구의 경우, 산란층으로 대단히 우수한 결과를 나타내었고, 다공성 구형구조체는 광전극 주재료로 적합한 특성을 나타내었다. 즉, 다공성 구형구조체를 적용한 광전극은 표면적이 대단히 넓고 또한 효율적 동공구조가 형성되어 전해질 이동에도 매우 효율적이다.

  • PDF

Development of Self-trainer Fitness Wear Based on Silicone-MWCNT Sensor (실리콘-탄소나노튜브 센서 기반의 셀프트레이너 피트니스 웨어 개발)

  • Cho, Seong-Hun;Kim, Kyung-Mi;Cho, Ha-Kyung;Won, You-Seuk
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
    • /
    • v.19 no.7
    • /
    • pp.493-503
    • /
    • 2018
  • Recently, as living standards have improved, many people are becoming more interested in health, and self-training is increasing through exercise to prevent and manage pre-illness. In general, an imbalance of muscles causes asymmetry of posture, which can cause various diseases by accompanying an adjustment force, circulation action, displacement of internal organs, etc.. In this study, the development of fitness software that can be self - training among smart wears has attracted considerable attention in recent years. In this study, a technology was proposed for the commercialization of self - trainer fitness wear by a simulation through Android - based applications. Self - trainer fitness software was developed by combining a conductive polymer, fashion design, sewing, and electric and electronic technology to monitor the unbalance of the muscles during exercise and make smart wear that can calibrate the asymmetry by oneself. In particular, a polymer sensor was fabricated by deriving the optimal MWCNT concentration, and the electrode signal was collected by attaching the electrode to the optimal position, where the electrode signal line using the conductive fiber was designed and attached to collect the signal. A signal module that converts the bio-signals collected through electrical signal conversion and transmits them using Bluetooth communication was designed and manufactured. Self-trainer fitness software that can be commercialized was developed by combining noise cancellation with Android-based self-training application using a software algorithm method.

Healing Effect Assessment by the Autonomic Nervous Responses Using the Aroma-Treated Fabrics (자율신경반응에 의한 방향성 의류소재의 힐링효과 평가)

  • Park, Hae-Li;Cho, Gil-Soo
    • Science of Emotion and Sensibility
    • /
    • v.18 no.2
    • /
    • pp.19-30
    • /
    • 2015
  • The healing effect of the aroma treated fabrics with lavender and lemon aromas was investigated by assessing the autonomic nervous responses of human body. For this cause Lemon and lavender microcapsules were coated on a cotton fabric using a water-based acrylic binder, respectively. And the study created a total of four aroma treated fabrics at a concentration of 2% and 5% respectively. Electrocardiogram(ECG), skin conductance, and Blood flow, of ten participants were measured for 30 sec at a stable condition, at a stress status (working memory task), and at a stimulation status (after rubbing aroma treated fabrics). Subjective sensibilities of the aromas were also evaluated. With regard to the responses of the autonomic nervous system, in order to understand how the values gained after the normalization process would cause different physiological signals between the stable state and the aroma-stimulated state as well as between the stress state and the aroma-stimulated state, the study conducted a non-parametric test, friedman test as well and analyzed tendencies. LF/HF turned out to be significantly different to the stress state, and according to the results of the post-hoc comparison, lemon 5% presented statistically significant differences among the lavender 2%, lavender5%, lemon2%. Lemon 5% stimuli increased stress but stimuli consisting of the lavender 2%, the lavender 5% and the lemon 2% decreased stress because of a psychological rest. And the stimuli of the lavender 2%, the lavender 5%, the lemon 2% presented a healing effect in this research.

Electroconductive Graphene-Combined Polycaprolactone Electrospun Films for Biological Applications (생체적 적용을 위한 전기전도성을 갖는 그래핀과 폴리카프로락톤 복합물질 전기방사 섬유형 필름)

  • Oh, Jun-Sung;Lee, Eun-Jung
    • Korean Journal of Materials Research
    • /
    • v.31 no.5
    • /
    • pp.278-285
    • /
    • 2021
  • This study produces electroconductive polycaprolactone (PCL)-based film with different amounts of graphene (G) through electrospinning, and the characteristics of the produced G/PCL composites are investigated. The G/PCL results are analyzed by comparing them with those obtained using pure PCL electrospun film as a control. The morphology of electrospun material is analyzed through scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. Mechanical and electrical properties are also evaluated. Composites containing 1 % graphene have the highest elongation rate, and 5 % samples have the highest strength and elasticity. Graphene contents > 25 % show electro-conductivity, which level improves with increase of graphene content. Biological characteristics of G/PCL composites are assessed through behavioral analysis of neural cell attachment and proliferation. Cell experiments reveal that compositions < 50 % show slightly reduced cell viability. Moreover, graphene combinations facilitated cell proliferation compared to pure PCL. These results confirm that a 25 % G/PCL composition is best for application to systems that introduce external stimuli such as electric fields and electrodes to lead to synergistic efficiency of tissue regeneration.

Highly Elastic Two-wire Transmission Line E-textile Band for Smart Wearable Circuit Formation (스마트 웨어러블 회로 구성을 위한 고신축성 이선 전송선형 전자섬유 밴드)

  • Roh, Jung-Sim
    • Journal of the Korean Society of Clothing and Textiles
    • /
    • v.46 no.2
    • /
    • pp.367-374
    • /
    • 2022
  • Herein, a highly elastic e-textile band with a two-wire transmission line was designed and fabricated for smart clothing applications. A conductive yarn with a very uniform low electrical resistance of 0.0357 Ω/cm was developed and used for the signal and ground lines. To control the elasticity of the e-textile band, spandex yarns were added in the warp direction during knitting and the tension was adjusted. As the length of the e-textile band increased, its RF performance deteriorated. Furthermore, the frequency corresponding to -3 dB S21 was lower in the 30% stretched band than in the unstretched band. For the e-textile bands with lengths 10, 50, and 100 cm, the frequencies corresponding to -3 dB S21 were 107.77, 24.56, and 13.02 MHz when not stretched, and 88.74, 22.02, and 12.60 MHz when stretched by 30%. The fabricated bands were flatter, more flexible, and more elastic than transmission line cables; thus, they can be easily integrated into wearables and smart clothing. However, to increase RF performance and achieve optimum utilization, future studies must focus on the fabrication of transmission lines with lower resistance and reduced distance between the signal and ground lines, and thus the number of transmission lines can be increased.

Sulfide Chimney from the Cleft Segment, Juan de Fuca Ridge: Mineralogy and Fluid Inclusion (Juan de Fuca 해령 Cleft Segment에서 회수된 황화물 침니: 광물조성 및 유체포유물)

  • 윤성택;허철호;소칠섭;염승준;이경용
    • Economic and Environmental Geology
    • /
    • v.35 no.3
    • /
    • pp.203-210
    • /
    • 2002
  • In order to elucidate the growth mechanism of sulfide chimney formed as a result of seafloor hydrothermal mineralization, we carried out the mineralogical and fluid inclusion studies on the inactive, sulfide- and silica-rich chimney which has been recovered from a hydrothermal field in the Cleft segment of the Juan de Fuca Ridge. According to previous studies, many active and inactive vents are present in the Cleft segment. The sulfide- and silica-rich chimney is composed of amorphous silica, pyrite, sphalerite and wurtzite with minor amounts of chalcopyrite and marcasite. The interior part of the chimney is highly porous and represents a flow channel. Open spaces within chimneys are typically coated with colloform layers of amorphous silica. The FeS content of Zn-sulfides varies widely from 13.9 to 34.3 mole% with Fe-rich core and Fe-poor rims. This variation possibly reflects the change of physicochemical characteristics of hydrothermal fluids. Chemical and mineralogical compositions of the each growth zone are also varied, possibly due to a thermal gradient. Based on the microthermometric measurements of liquid-rich, two-phase inclusions in amorphous silica that was precipitated in the late stage of mineralization, minimum trapping temperatures are estimated to be about 1140 to 145$^{\circ}$C with the salinities between 3.2 and 4.8 wt.% NaCI equiv. Although the actual fluid temperatures of the vent are not available, this study suggests that the lowtemperature conditions were predominant during the mineralization in the hydrothermal field at Cleft segment. Comparing with the previously reported chimney types, the morphology, colloform texture, bulk chemistry, and a characteristic mineral assemblage (pyrite + marcasite + wurtzite + amorphous silica) of this chimney indicate that the chimney have been formed from a relatively low-temperature (<250$^{\circ}$C) hydrothermal fluid that was changed by sluggish fluid flow and conductive cooling.

백상지 공정의 폐쇄화에 따른 초지계내 전분 축적현상에 대한 시뮬레이션 연구

  • 이학래;안현견
    • Proceedings of the Korea Technical Association of the Pulp and Paper Industry Conference
    • /
    • 2000.11a
    • /
    • pp.138-138
    • /
    • 2000
  • 국내의 백상지 공정은 공정에 투입되는 청수의 양을 줄이면서 동시에 폐수 배출 양을 감 소시키기 위해 많은 노력을 하고 있다. 공정으로 유입되는 청수의 양과 처리된 폐수의 양을 줄이기 위한 방법으로 PDFCpolydisk filter)를 도입하여 백수를 여과하여 showertf sealing 에 재사용하고 있으며 공정수 재활용에 따른 유기 물질과 무기물질의 계 내로의 축적을 방 지하기 위한 효과적인 폐수 처리방법을 모색하고 있다. 일반적으로 청수를 백수로 대체할 경우 공정 백수 내에 TDSCtotal dissolved solid), T TSSCtotal suspended solid), CODCchemical oxygen demand), 전기 전도도와 칼숨 경 도 등이 증가되며 음이온성 저해 물질Canionic trash)이 증가하여 보류 및 지력증강용 첨가제의 효율 을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 마모, 슬라엄, 펠트 막힘 등의 문제를 유발하게 된다고 알려져 있다. 청수를 백수로 대체함에 따라 생기는 이러한 문제를 해결하면서 효율적인 청수 절약 방안 을 세우기 위해서는 무엇보다도 문제를 유발하는 원인 물질의 축적 양을 예측하는 것이 중 요하다고 판단된다. 본 연구는 백상지 공정의 폐쇄화 수준이 높아짐에 따른 공정 백수 내의 유기물질의 축적 현상을 분석하는 것올 목적으로 하였다. 이를 위해 산화전분을 유기물질의 대표하는 물질로 설정하였다. 이는 백상파지와 함께 초지계 내로 유업되는 산화전분은 파지의 4%를 차지할 정도로 유입량이 많을 뿐만 아니라 음이온성을 띄고 있어서 지료에 홉착율이 낮고 양이온성 고분자의 효율을 저해하며 슬라임의 원인이 되기도 하는 물질이기 때문이다. 산화전분의 축적 현상을 분석하기 위하여 pilot 설비 상세 설계도를 참고하여 하루 생산량 이 16 T/D이고 백상파지만이 파지로 유입되는 백상지 생산 공정을 모델로하였으며, 산화전 분의 홉착과 용출 모델을 만들어 상용 시율레이터를 이용하여 시율레이션 프로그램을 작성 하였다. 시률레이션 프로그램에서는 장섬유 미세섬유, 충전제를 지료 구성 성분으로 설정하였고 O Orccotoma 등이 사용한 일과 보류도 모델을 응용하여 보류도 모델올 만들었다. 산화전분은 백상파지에 포함된 형태로만 초지계 내로 유입되며 백상파지가 해리되는 과정에서 완전히 백수에 용출되었다가 지료 구성 성분에 홉착되는 것으로 가정하였다. 지료 홉착된 산화전분 의 양은 용존 산화전분 총량에 비례하는 것으로 가정하였으며, 이 때 이 비례상수를 전분 홉착율이라 정의하였다. 시율레이션 결과, 공정 폐쇄화가 진행됨에 따라 백수 내의 산화 전분 농도는 증가하게 되 며, 폐쇄화 수준이 높아질수록 백수 내 전분 농도의 증가량은 더 높아졌다. 백수 내의 전분 농도의 증가량은 백상파지 첨가량이 증가할수록, 표면 사이징 양이 증가할수록 커졌다.

  • PDF

Nondestructive Evaluation and Microfailure Mechanisms of Single Fibers/Brittle Cement Matrix Composites using Electro-Micromechanical Technique and Acoustic Emission (Electro-Micromechanical 시험법과 Acoustic Emission을 이용한 단섬유/시멘트 복합재료의 미세파괴 메커니즘과 비파괴적 평가)

  • 박종만;이상일;김진원;윤동진
    • Composites Research
    • /
    • v.14 no.3
    • /
    • pp.18-31
    • /
    • 2001
  • Interfacial and microfailure properties of the modified steel, carbon and glass fibers/cement composites were investigated using electro-pullout test under tensile and compressive tests with acoustic emission (AE). The hand-sanded steel composite exhibited higher interfacial shear strength (IFSS) than the untreated and even neoalkoxy zirconate (Zr) treated steel fiber composites. This might be due to the enhanced mechanical interlocking, compared to possible hydrogen or covalent bonds. During curing process, the contact resistivity decreased rapidly at the initial stage and then showed a level-off. Comparing to the untreated case, the contact resistivity of either Zr-treated or hand-sanded steel fiber composites increased to the infinity at latter stage. The number of AE signals of hand-sanded steel fiber composite was much more than those of the untreated and Zr-treated cases due to many interlayer failure signals. AE waveforms for pullout and frictional signals of the hand-sanded composite are larger than those of the untreated case. For dual matrix composite (DMC), AE energy and waveform under compressive loading were much higher and larger than those under tensile loading, due to brittle but well-enduring ceramic nature against compressive stress. Vertical multicrack exhibits fur glass fiber composite under tensile test, whereas buckling failure appeared under compressive loading. Electro-micromechanical technique with AE can be used as an efficient nondestructive (NDT) method to evaluate the interfacial and microfailure mechanisms for conductive fibers/brittle and nontransparent cement composites.

  • PDF