• Composites Research
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• v.22 no.6
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• pp.1-6
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• 2009

This paper presents an experimental study on the piezoresistive behavior of nanocomposite strain sensors subjected to various loading modes and their capability to detect structural deformations and damages. The electrically conductive nanocomposites were fabricated in the form of a film using various types of thermoplastic polymers and multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) at various loadings. In this study, the nanocomposite strain sensors were bonded to a substrate and subjected to tension, flexure, or compression. In tension and flexure, the resistivity change showed dependence on measurement direction, indicating that the sensors can be used for multi-directional strain sensing. In addition, the sensors exhibited a decreasing behavior in resistivity as the compressive load was applied, suggesting that they can be used for pressure sensing. This study demonstrates that the nanocomposite strain sensors can provide a pathway to affordable, effective, and versatile structural health monitoring.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.36 no.1
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• pp.27-35
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• 2023

• Polymer(Korea)
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• v.36 no.3
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• pp.364-371
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• 2012

Polystyrene/single-walled carbon nanotube (PS/SWCNT) nanocomposites were prepared by latex technology and the effect of surfactant (SDS) on nanotube dispersion, rheological and electrical properties was investigated. The nanocomposites were prepared through freeze-drying after mixing PS particles and aqueous SWCNT/SDS suspension. As the SDS content increased, the storage modulus and complex viscosity of the nanocomposites were increased due to enhanced dispersion of nanotubes, but if the content excessively increased, the modulus and viscosity began to decrease due to low molecular weight of SDS. The electrical conductivity sharply increased with the addition of SDS, and then did not show significant changes. This result is speculated to be the competition between the increased dispersion of nanotubes and the deterioration of electrical conductivity by SDS adsorption. An optimal ratio of SDS to SWCNT for improving electrical conductivity and end-use properties was 2. With this ratio, the electrical percolation threshold of SWCNT was less than 1 wt%.

• Composites Research
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• v.27 no.6
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• pp.219-224
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• 2014

Nancomposites manufacture has been developed rapidly, because of reinforcing effects of CNT in terms of mechanical, electrical and thermal properties. In this study, 10 wt% CNT paste was fabricated with good dispersion state and easy processability. Damage sensing and reinforcing effect of CNT paste were investigated in nanocomposites. 10 wt% CNT paste exhibited better tensile and flexural properties than those of general 1 wt% CNT nanocomposites. To observe the healing effect of CNT paste, a crack was made artificially with 30wt% CF30wt%/PP composites, and the CNT paste was filled inside the crack. The damage sensing of CNT paste in CF30wt%/PP composites was investigated by electrical resistance measurement and mechanical tests. CNT paste exhibited good reinforcing effect in mechanical properties of CF30wt%/PP composites, and this reinforcing effect was getting better with larger cracks. The reason was because CNT paste had good interfacial adhesion with CF30wt%/PP composites to resist crack propagation. In electrical resistance measurement, there was a jump in electrical resistance signal at the adhesion interface. The jumping signal could be used to predict fracture of CF/PP composites. CNT nanocomposites for damage sensing had crack reducing effect and damage detection using electrical resistance method.

• Composites Research
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• v.28 no.4
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• pp.239-243
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• 2015

Recent studies regarding the properties of carbon nanotubes (CNT) have made remarkable progress in CNT fibers research. However no CNT fibers showed the properties of CNTs because CNTs in fibers have weak interfacial bonding with low shear modulus in the pristine form. Thus, it is upmost interest to develop and employ post-production treatments to the CNT fibers that would potentially improve their properties. In this study, post-treatments resulted in improvement of strength of CNT fibers up to 40%.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2006.11a
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• pp.26.1-26.1
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• 2006

• Electrical & Electronic Materials
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• v.32 no.4
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• pp.32-39
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• 2019

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.383-383
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• 2012

최근 나노 소재의 활용 가능성이 확대되어감에 따라 다양한 소재의 나노구조체에 대한 연구가 진행되어 왔다. 그 중 은(Silver)은 열전도율과 전기전도율이 가장 우수한 금속으로 다양한 형태의 은 나노 입자를 형성할 수 있고. 이를 탄소, 비석, 고분자 등의 기판에 다양한 방법으로 성장시키는 연구가 진행되었다. 기판으로 사용되는 재료 중 탄소 복합소재는 내열성, 화학적 안정성, 열전도성, 저열팽창성에 따른 치수 안정성, 유연성 등의 우수한 특징을 지니고 있으며 최근까지 방열 소재로서 활용되고 있다. 본 연구에서는 탄소섬유의 표면에 다양한 결정 구조를 가지는 Ag seed 입자를 형성하고 폴리올 공정을 통하여 와이어 형태의 나노구조체를 성장시켜 그 형상제어 특성을 FE-SEM을 통하여 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.252.1-252.1
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• 2015

최근 화석연료 고갈 문제를 해결하기 위해 대체에너지 개발과 다양한 형태의 에너지 개발에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 특히, supercapacitor는 high energy density, high power density, longer life-time과 같은 특성으로 인해 에너지 저장 소자로 각광 받고 있다. Supercapacitor는 석유를 대체할 수 있으며 이산화탄소 배출이 없는 친환경 에너지인 태양광, 풍력, 수소연료전지 등의 신재생에너지 저장장치로써 큰 비중을 차지한다. Supercapacitor의 종류인 electrical double layer capacitors (EDLCs) 는 전극과 전해질 사이에 발생하는 전기 이중층에 축적되는 전하를 이용하여 에너지를 저장하는 반응 메커니즘을 가지며 전극 재료로는 탄소 소재를 사용한다. 탄소 소재는 환경 오염이 적고 가격이 저렴하며 넓은 표면적이라는 장점이 있다. 하지만 기존 탄소 소재는 이러한 장점을 가지지만 supercapacitor로써의 효율이 좋지 않게 나온다. 이런 문제를 개선하기 위하여 그래핀 나노플레이트(Graphene nanoplate, GNP) 위에 직접 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT)를 성장 시킴으로써 GNP-CNT 하이브리드 탄소 소재를 제조하여 전극으로 사용하였다. 이 GNP-CNT 하이브리드 탄소 소재는 다차원 구조를 가짐으로써 기존 탄소 소재들보다 분산이 잘되고 전해질과의 작용하는 비표면적이 넓다. 전극을 제작하여 Cyclic voltammetry(CV)와 galvano를 측정한 결과는 기존 탄소나노튜브보다 5배 정도의 정전용량(Capacitance)를 가졌다. 이 전극의 구조적 특성을 관찰하기 위해 SEM, TEM 등을 측정하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.32.1-32.1
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• 2011

39 K의 임계온도를 갖는 $MgB_2$ 초전도체를 이용한 전력에너지와 MRI 의료 기기로의 응용 가능성이 높아지고 있다. $MgB_2$ 초전도체 제조에 있어서 마그네슘과 반응성이 좋은 비정질의 붕소 원료 분말 가격이 비싼 반면 상대적으로 경제적인 결정질 분말의 기계적 밀링 공정을 이용하여 비정질화와 나노 입자로의 크기 감소 효과를 얻을 수 있다. 또한 탄소를 이용한 붕소 치환으로부터 고 자기장하에서 초전도 임계 성질을 향상시키고자 유, 무기물 형태의 여러 가지 탄소 소스를 개발하는 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 저가의 95~97% 순도, 약 1 ${\mu}m$ 이하 크기를 갖는 준결정상의 붕소 분말을 이용하여 기계적 밀링에 따른 붕소 분말의 비정질화 및 입자 나노화, $MgB_2$ 반응성 향상, $MgB_2$ 결정립 크기 감소 및 결정립계 피닝 증가에 의한 초전도 임계 물성 향상에 대하여 알아보았다. 또한 여러 시간 동안 밀링된 각 붕소 분말에 액체 글리세린을 이용한 탄소 도핑 전처리를 통하여 밀링 시간의 최적화를 알아보았고 이로부터 제조된 $MgB_2$ 초전도 벌크의 경우 적절한 임계온도 감소, 격자 왜곡 결함과 높은 결정립계 밀도 등에 의한 플럭스 피닝 향상으로 $MgB_2$ 초전도체의 임계전류밀도 및 비가역자기장이 증가함을 알 수 있었다. 즉, 경제성 있는 저급의 준결정상을 갖는 붕소 원료 분말의 입자 비정질 나노화 및 탄소 도핑 전처리를 통하여 $MgB_2$ 초전도 임계 물성을 향상시킬 수 있었다.