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

• Composites Research
• /
• v.18 no.4
• /
• pp.21-26
• /
• 2005

Nondestructive damage sensing and load transfer mechanisms of carbon nanotube (CNT) and nanofiber (CNF)/epoxy composites have been investigated by using electro-micromechanical technique. The electrospun PVDF nanofibers were also prepared as a piezoelectric sensor. The electro-micromechanical techniques were applied to evaluate sensing response of carbon nanocomposites by measuring electrical resistance under an uniform cyclic loading. Composites with higher volume content of CNT showed significantly higher tensile properties than neat and low volume$\%$ CNT composites. CNT composites showed humidity sensing within limited temperature range. CNT composites with smaller aspect ratio showed higher apparent modulus due to high volume content in case of shorter aspect ratio. Thermal treated electrospun PVDF nanofiber showed higher mechanical properties than the untreated case due to crystallinity increase, whereas load sensing decreased in heat treated case. Electrospun PVDF nanofiber web also showed sensing effect on humidity and temperature as well as stress transferring. Nanocomposites and electrospun PVDF nanofiber web can be applicable for sensing application.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.45 no.3
• /
• pp.264-268
• /
• 2007

The filtration performance of micron-sized metal fibrous filter was improved by synthesizing carbon nanotubes grown on the surface of metal fibers. The carbon nanotubes are grown with bush-like nanostructures covered around the micron-fibers or web-like nanostructures crossing between the fibers at different synthetic conditions. Filtration efficiency of CNT-metal-filter was measured and compared with the efficiency of the raw metal filter without CNTs. The developed CNT-metal-filter has higher filtration efficiency without significant difference in pressure drop compared with the conventional metal filter, which is because the carbon nanotubes function as the trap of pollutant nanoparticles.

• Composites Research
• /
• v.32 no.3
• /
• pp.127-133
• /
• 2019

Although carbon nanotubes(CNTs) have outstanding theoretical mechanical and electrical properties, CNT fibers(CNTFs) have not yet reached that level. Particularly, tensile strength is only about 10% or less, so studies for making up for it are being actively conducted. As a way for improving mechanical strength, methods such as synthesizing long CNT, orientation, chemical cross-linking, hydrogen bonding and polymer infiltration are being studied. In this review paper, we report preparation methods for highly conductive and strong CNTF/Carbon composites through coating and infiltration followed by carbonization of carbon precursor polymers such as polyacrylonitrile (PAN) and polydopamine (PDA) on CNTFs.

• Polymer(Korea)
• /
• v.30 no.1
• /
• pp.90-94
• /
• 2006

An electrospinning process was used to fabricate poly(methyl methacrylate) (PMMA) nanofibers embedding multi-walled carbon nanotubes(MWNTs). SEM images showed that the nanofiber surface and structural morphology depended on solvent types (dimethyl formamide, chlor-form and toluene) and carbon nanotube contents (0.5 and $3.0\;wt\%$). Nano-fiber alignments could be controlled by adjusting the electrodes configuration at collector sites. Relationship between carbon nanotube and PMMA nanofiber was studied with radius of gyration of polymer chain and carbon nanotube sizes. As the carbon nanotube content ratio increased, the number of bead increased.

• Polymer(Korea)
• /
• v.28 no.4
• /
• pp.285-290
• /
• 2004

Nondestructive damage sensitivity of carbon nanotube(CNT) and nanofiber (CNF)/epoxy composites with their adding contents was investigated using electro-micromechanical technique. Carbon black (CB) was used only for the comparison with CNT and CNF. The fracture of carbon fiber was detected by acoustic emission (AE), which was correlated to the change in electrical resistance, ΔR under double-matrix composites (DMC) test. Stress sensing on carbon nanocomposites was performed by electro-pullout test under uniform cyclic loading. At the same volume fraction, the damage sensitivity for fiber fracture, matrix deformation and stress sensing were highest for CNT/epoxy composite, whereas for CB/epoxy composite they were the lowest among three carbon nanomaterials (CNMs). Damage sensitivity was correlated with morphological observation of carbon nanocomposites. Homogeneous dispersion among CNMs could be keying parameters for better damage monitoring. In this study, damage sensing of carbon nanocomposites could be evaluated well nondestructively by the electrical resistance measurement with AE.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.615-615
• /
• 2013

탄소나노튜브(carbon nanotubes; CNT)는 강철보다 10~100배 견고할 뿐만 아니라 영률과 탄성률 은 각각 1.8 TPa, 1.3 TPa에 달하는 매우 우수한 기계적 강도를 지니고 있으며, 구리보다 좋은 전기 전도도와 다이아몬드의 2배에 이르는 열전도도를 지닌 물질이다. 이러한 탄소나노튜브의 우수한 특성을 이용하여 나노섬유, 고분자-탄소나노튜브의 고기능 복합체, 나노소자, 전계방출원(field emitter), 가스센서 등 다양한 분야로의 활용을 위한 연구가 진행되고 있다. 특히, 수백 ${\mu}m$ 이상의 길이로 수직 성장된 탄소나노튜브(VA-CNTs)의 합성은 길이 대 직경의 비(aspect ratio)가 비약적으로 증가하여 앞서 언급한 분야로의 활용이 더욱 유리하며, 그 중에서도 대량 생산, 나노섬유 및 나노복합체로서의 활용에 극히 유용하다. 최근에는 열 화학기상증착(thermal chemical vapor deposition; TCVD)법을 이용하여 탄소나노튜브의 구조를 제어하는 연구들이 많이 보고되고 있다. 열 화학기상증착을 이용한 수직 정렬된 탄소나노튜브의 합성에서 합성조건의 변화는 탄소나노튜브의 길이, 벽의 수, 직경, 결정성 등 구조에 큰 영향을 미친다. 탄소나노튜브는 이러한 구조에 따 라 물리적 특성이 달라지기 때문에 다양한 분야로의 응용을 위해서는 합성에 대한 근본적인 이해 가 절실히 요구된다. 본 연구에서는 열 화학기상증착법을 이용한 합성에서 성장압력의 변화에 따른 탄소나노튜브의 구조적 특성을 조사하였다. 성장압력의 변화는 탄소나노튜브의 밀도, 길이, 결정성에 큰 영향을 미치는 것을 주사전자현미경과 라만분광법을 이용하여 확인하였다. 이러한 결과 는 탄소나노튜브 박막(CNT forest)의 가장자리(edge)에 비정질 탄소(amorphous carbon)의 흡착으로 인한 나노튜브사이의 간격(intertube distance)이 좁아짐에 따른 가스공급 차단 효과로 설명이 가능 하다. 또한, 마이크로웨이브 플라즈마 화학기상증착법을 이용하여 탄소나노튜브를 합성하였다. 합성과정 중 산소(O2)를 주입 하였을 경우, 그렇지 않은 경우에 비하여 성장 속도가 증가하여 3시간 합성 시 2 mm가 넘는 수직 정렬된 탄소나노튜브를 합성 할 수 있었다. 이러한 결과는 과잉 공급 되어 탄소나노튜브로 합성되지 못하고 촉매금속의 표면과 탄소나노튜브의 벽에 비정질의 형태로 붙어있는 탄소 원자들을 추가 주입해 준 산소에 의하여 CO 또는 CO2 형태로 제거해 줌으로써 활성화된 촉매금속의 반응 시간을 향상 시켜주어 탄소공급이 원활하게 이루어졌기 때문이라 생각된다.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
• /
• 2003.10b
• /
• pp.201-202
• /
• 2003

탄소나노튜브는 역학적 물성이 뛰어날 뿐만 아니라 전기적 특성도 우수하여 현재 매우 많은 연구와 응용개발이 시도되고 있다 일반적으로 전기전도성 고분자 복합체를 얻기 위한 방법으로 카본블랙이나 전도성 섬유, 금속섬유, 전도성 분말 등을 고분자에 혼입하는 방법을 주로 이용하지만, 복합체 내에서 나노구조 형성이 가능한 탄소나노튜브를 이용하면 나노물질의 특성상 매우 유리한 점이 많다. 예를 들면, 우수한 전기특성, 낮은 임계농도, 우수한 역학적 성질 둥이다. (중략)

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.02a
• /
• pp.569-569
• /
• 2012

탄소나노튜브(carbon nanotubes)의 우수한 전기적, 물리적 특성으로 인해 트랜지스터, 태양전지, 고감도 센서, 나노 섬유, 고분자-탄소나노튜브 고기능 복합체 등 다양한 분야에서 이를 응용하려는 노력이 활발히 진행되고 있다. 흥미롭게도 탄소나노튜브는 구조적인 특성 (직경, 밀도, 벽의 수)에 따라 각기 다른 비표면적, 열 전도성, 전기 전도성, 접촉각, 전계방출 특성을 지닌다고 보고되고 있다. 따라서 다양한 분야의 응용을 위해서는 구조적인 특성 제어가 핵심적인 요소라고 할 수 있다. 본 연구에서는 열화학기상증착법(thermal chemical vapor deposition)을 이용하여 수직 정렬된 탄소나노튜브를 합성 하였다. 합성과정에서 압력의 변화가 탄소나노튜브의 밀도와 길이에 큰 영향을 미친다는 것을 확인하였고, 이러한 현상을 이해하기 위해 두 가지의 가능성을 고려하였다. 첫째는 압력의 변화에 따른 촉매의 형성 변화 가능성이며, 둘째는 탄화수소가스의 유입양의 변화에 따른 영향이다. 분석 결과, 동일한 압력에서 탄화수소가스의 부분압을 변화시켜 실험한 결과로부터 탄화수소의 유입양의 변화가 합성된 탄소나노튜브의 밀도에 큰 영향을 미치고 밀도가 높은 경우 길이가 긴 탄소나노튜브가 합성되는 것을 확인할 수 있었다.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.19 no.4
• /
• pp.413-420
• /
• 2008

Over the past decade, there have been significant advancement in the field of electrospinning area. This study has focused on preparing yarn using polycarbonate (PC) nanofibers including modified multi-walled carbon nanotube (mMWNT) by solution electrospinning process using the mixture of solvents consisting of tretrahydronfuran (THF) and N,N-dimethylformamide (DMF). In order to enhance the dispersion, MWNT was chemically modified. TEM analysis for the prepared PC/mMWNT nanofibers reveals that mMWNT was well-dispersed into the PC nanofiber matrix. Also with increasing contents of mMWNT, thermal stability of PC/mMWNT nanofibers was improved than that of PC nanofibers. Moreover when 3 to 5 wt% of mMWNT was added, the nanofibers showed good electrical properties expecting antistatic effect, ranging 109.1~109.5 ${\Omega}$. It was confirmed that the multi-filament fibers using PC/mMWNT had $60{\sim}100{\mu}m$ in diameter and 4~5 cm in length.