• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권12호
• /
• pp.938-943
• /
• 2018

고전압 정전방사 장치를 이용하여 나노 섬유를 직조하였다. 정전방사장치는 액상의 고분자를 방출하는 펌프, 노즐과 노즐회전자 등의 부품으로 구성되어 있으며, 알루미늄 재질의 포집판을 설치하여 방사되는 섬유를 포집하였다. 정전방사방법을 이용하여 매우 미세한 나노굵기의 섬유를 제조하고,화학적으로 활성화시킴으로써 미세공을 형성함과 동시에 화학작용기를 분포시켜 저농도의 이산화탄소 분자를 포집하는 실험을 실시하여 실내공기중에 존재하는 저농도 이산화탄소 가스를 포집하는 섬유상 흡착제를 제조해보고자 하였다. 이러한 화학작용기는 이산화탄소 분자와의 상호 인력을 향상시킬 수 있고, 궁극적으로는 포집효율을 증가시킬 수 있었다. 정전방사식으로 제조한 섬유의 굵기는 250-350 nm 였으며, 생성된 미세공은 0.6에서 0.7 nm 이고, 평균 비표면적은 $569m^2/g$였다. 순수 이산화탄소 흐름과 실내공간에서 흔히 발견되는 0.3% 수준의 농도에 대하여 포집실험을 한 결과, 각각 1.08 mmol/g과 0.013 mmol/g에서 2.2 mmol/g과 0.144 mmol/g으로 향상되었다. 이러한 포집량 증가는 나노섬유상 흡착제의 비표면적 대비 미세공의 비율과 관계가 있음이 밝혀졌다. 특히 화학적 상호인력의 특성을 활용하여 저농도에서의 선택도를 향상시킬 수 있음을 간접적으로 파악하였다.

• 폴리머
• /
• 제32권4호
• /
• pp.359-365
• /
• 2008

전기방사법에 의해 미생물 유래의 나노섬유 부직포를 제조하였고, 전자선조사에 의해 나노섬유상에 poly(N-isopropylacrylamide)(PIPAAm)을 그래프트함으로써 온도응답성 나노섬유표면을 제조하였다. 얻어진 나노섬유는 랜덤하게 배열되었으며 평균직경이 400 nm이었다. ATR-FTIR 및 ESCA 분석에 의해서 PIPAAm이 나노섬유 표면에 성공적으로 그래프트되었음을 확인하였다. PIPAAm을 그래프트 하지 않은 표면에서는 물접촉각의 변화가 없었으나, PIPAAm이 그래프트된 나노섬유 표면에서는 온도가 $37^{\circ}C$에서 $20^{\circ}C$로 바뀜에 따라 물접촉각이 감소하였다. 이러한 결과는 PIPAAm이 그래프트된 표면에서 높은 온도에서는 소수성의 특성을 가지다가, 낮은 온도에서는 PIPAAm 사슬이 수화되면서 친수성으로 바뀌었기 때문이다. 제조한 온도응답성 나노섬유는 조직적합성이 우수하였으며, 저온처리에 의해 배양세포가 원활히 탈착 회수됨을 알 수 있었다.

• 폴리머
• /
• 제32권2호
• /
• pp.131-137
• /
• 2008

전기방사법에 의해 폴리스테렌 나노섬유 부직포를 제조하였고, 간세포의 접착을 유도하기 위해 간세포접착 리간드인 Poly[N-p-vinylbenzyl-O-$\beta$-D-galactopyranocyl-($1{\rightarrow}4$)-D-gluconamide](PVLA)를 나노섬유의 표면에 코팅하였다. 얻어진 나노섬유는 평균직경이 500 nm이었고 분광학적인 방법을 통해 PS 나노섬유 표면의 개질 여부를 확인하였다. 장기간 배양시의 간세포 생존율을 MTT법으로 조사한 결과 기존의 세포배양접시에서는 급격하게 세포생존율이 감소함에 비해 PVLA가 코팅된 나노섬유상에서는 생존율이 서서히 감소하였으며 약 3주간에 걸쳐 간세포가 생존율이 유지되었다. 간세포의 대표적인 기능인 알부민분비 및 요소분해능을 측정한 결과 기존의 세포배양접시에서는 급격하게 간세포기능이 저하되었지만, PVLA가 코팅된 나노섬유상에서는 약 3주정도 초기의 간세포기능을 유지하는 것이 밝혀졌다.

• 공업화학
• /
• 제23권1호
• /
• pp.47-52
• /
• 2012

다공성 탄소나노섬유의 아민 작용기에 따른 $CO_2$ 가스 감응특성을 고찰하고자, 아민작용기가 도입된 다공성 탄소나노섬유 기반 $CO_2$ 가스센서를 제조하였다. Polyacrylonitrile를 전구체로 하여 전기방사법을 통해 나노섬유를 제조하였으며, 열처리 및 화학적 활성화 공정, 그리고 Diethylenetriamine 액상처리법을 통하여 아민작용기가 도입된 다공성 탄소나노섬유를 제조하였다. BET 비표면적 분석결과, 화학적 활성화법에 의해 최대 $2000m^2/g$까지 탄소나노섬유의 비표면적이 향상됨을 확인하였으며, FT-IR 분광법을 통해 아민 작용기의 도입을 확인하였다. 아민 작용기가 도입된 가스센서의 $CO_2$ 가스 감응특성은 다공성 탄소섬유 기반 가스센서에 비해 약 4배 향상됨을 확인하였다. 결과적으로 화학적 활성화법에 의해 발달된 기공특성과 아민작용기 도입에 따른 화학흡착 유도에 의하여 감응특성이 향상되었음을 확인하였다.

• 공업화학
• /
• 제19권4호
• /
• pp.413-420
• /
• 2008

전기방사에 대한 연구는 지난 10여 년간 의료, 산업용에 적합한 적용 기술 연구로 많은 발전을 하고 있다. 본 연구에서는 용액전기방사법으로 다중벽탄소나노튜브(MWNT)를 함유하는 폴리카보네이트(PC) 나노섬유와 복합필라멘트 섬유를 제조하였다. 폴리카보네이트 나노섬유 내에서의 분산성을 향상시키기 위하여 다중벽탄소나노튜브를 in-situ 방법으로 개질하였다. THF와 DMF의 혼합용매를 사용하여 다중벽 탄소나노튜브가 함유된 폴리카보네이트(PC/mMWNT) 나노섬유를 제조하였다. 제조된 PC/mMWNT 나노섬유의 TEM 사진 분석결과 다중벽 탄소나노튜브가 폴리카보네이트 나노섬유 내에 잘 분산되어 있음을 확인하였다. 또한, 다중벽탄소나노튜브의 함량이 증가할수록 순수 폴리카보네이트 섬유에 비해 열안정성이 우수하였으며, 표면저항기 측정결과 3 wt%와 5 wt%에서 109.1~109.5 ${\Omega}$의 대전방지효과를 기대할 수 있는 전기적 특성을 확인하였다. 또한 PC/mMWNT를 이용하여 제조된 멀티필라멘트 섬유는 SEM을 분석결과 직경 $60{\sim}100{\mu}m$, 길이 4~5 cm의 멀티필라멘트(Multi-Filament yarn)가 제조되었음을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제57권4호
• /
• pp.559-564
• /
• 2019

본 연구는 계층적 구조를 갖는 중공형 $ZnCo_2O_4$ 나노 섬유를 전기방사공정 및 후 열처리 공정을 통해 합성했다. 용액에 polystyrene (PS) 나노비드를 첨가하여 방사된 섬유는 열처리 과정을 통해 PS가 제거됨으로써 구조체 내 기공이 균일하게 생성되었으며 이는 구조체 내로 열 전달 및 가스의 침투를 원활히 함으로써 계층적 구조를 갖는 중공형 $ZnCo_2O_4$ 나노 섬유가 합성될 수 있었다. 계층적 구조를 갖는 중공형 $ZnCo_2O_4$ 나노 섬유를 리튬 이차전지의 음극활물질로 적용한 결과, $1.0A\;g^{-1}$의 높은 전류밀도에도 불구하고 300 사이클 동안 $815mA\;h\;g^{-1}$ ($646mA\;h\;cm^{-3}$)의 높은 가역 용량을 유지했다. 반면 $ZnCo_2O_4$ 나노 분말은 300 사이클 후 $487mA\;h\;g^{-1}$ ($450mA\;h\;cm^{-3}$)의 방전 용량을 나타냈다. 계층적 구조를 갖는 중공형 $ZnCo_2O_4$ 나노 섬유의 우수한 리튬 저장 특성은 중공 구조 및 섬유 표면을 구성하는 $ZnCo_2O_4$ 나노결정에 기인한 결과이다. 본 연구에서 제안한 계층적 구조를 갖는 중공형 나노 섬유 구조체는 다양한 금속 산화물로 확장 적용이 가능하며 에너지 저장 분야를 포함한 여러 분야에 응용 가능하다.

• 폴리머
• /
• 제32권4호
• /
• pp.334-339
• /
• 2008

최근 전기방사공정은 다양한 고분자의 마이크로 및 나노 크기 섬유를 만드는 기술로서 널리 사용되어 왔다. 일반적으로 많은 연구자들에 의하면, 다중노즐 전기방사공정은 노즐들 사이의 전기장 간섭효과 때문에 짧은 시간에 높은 생산성을 갖기 어려웠다. 이러한 문제를 극복하기 위하여 본 연구에서는 다양한 보조전극을 이용한 다중노즐 전기방사공정을 개발하였다. 본 연구에서 사용된 물질은 바이오소재로서 많이 사용되고 있는 poly($\varepsilon$-carprolactone)(PCL)을 사용하였다. 다중노즐 시스템의 영향을 확인하기 위하여 전기방사의 안정성, 다중노즐을 사용하였을 때의 생산성 및 제조된 나노섬유의 크기와 안정성을 보조전극을 사용하였을 때와 사용하지 않았을 때를 비교하였다. 결과적으로 보조전극을 사용한 노즐의 안정성이 사용하지 않은 노즐에 비해 전기방사 안정성과 우수한 생산성을 보였다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제55권3호
• /
• pp.267-274
• /
• 2018

$TiO_2/CuS$ nanocomposites were fabricated by precipitation of nanosized CuS via sonochemical method on electrospun $TiO_2$ nanofibers, and their structure, chemical bonding states, optical properties, and photocatalytic activity were investigated. In the $TiO_2/CuS$ nanocomposite, the position of the conduction band for CuS was at a more negative than that of TiO; meanwhile, the position of the valence band for CuS was more positive than those for TiO, indicating a heterojunction structure belonging to type-II band alignment. Photocatalytic activity, measured by decomposition of methylene blue under visible-light irradiation (${\lambda}$ > 400 nm) for the $TiO_2/CuS$ nanocomposite, showed a value of 85.94% at 653 nm, which represented an improvement of 52% compared to that for single $TiO_2$ nanofiber (44.97% at 653 nm). Consequently, the photocatalyst with $TiO_2/CuS$ nanocomposite had excellent photocatalytic activity for methylene blue under visible-light irradiation, which could be explained by the formation of a heterojunction structure and improvement of the surface reaction by increase in surface area.

• 한국염색가공학회지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.256-267
• /
• 2017

The purpose of this study was to analyze the functional ingredients of Perilla Frutescens L. Britt extracts and to confirm the possibility of producing PVA nanofibers using extracts. Distilled water, 3% aqueous sodium hydroxide solution and ethanol were used as extraction solvents. The electrospinning was carried out at a PVA concentration of 12%, an applied voltage of 10 kV and a tip to collector distance of 15cm. The contents of volatile substances, essential oils, total polyphenols and flavonoids of the extracts were measured to examine the constituents of functional materials. Flavor components and esters were identified in 3% sodium hydroxide and ethanol extracts. The content of polyphenols and flavonoids in ethanol extracts was higher than that of medicinal plants. 1wt.% of Tween 20 was added to disperse the essential oil components of the ethanol extract. Addition of a dispersant made it possible to produce a homogeneous mixture by having some compatibility with the ethanol extracts and the PVA molecule. When the concentration of the ethanol extract was 0.25 and 0.5wt%, relatively uniform PVA nanofiber having an average diameter of 350 to 365nm could be produced. The results of FT-IR, XRD and DSC analysis confirmed that Perilla Frutescens L. Britt ethanol extract was well mixed with PVA molecules and was electrospun.

• 감성과학
• /
• 제19권3호
• /
• pp.43-50
• /
• 2016

전기방사법을 이용하여 향나무 추출물을 함유하는 폴리우레탄 나노섬유를 제조하였다. 폴리우레탄은 적절한 성분 배합 제조가 가능하므로 다양한 산업 분야, 의료 분야에서 널리 이용되고 있는 소재이다. 향나무는 항암, 항균, 항곰팡이, 항바이러스성을 가진 것으로 알려져 있다. 향나무 추출물의 다양한 농도(0.25, 0.5, 1, 1.5wt.%)를 포함하는 폴리우레탄 복합 나노섬유를 제조하였다. 나노섬유를 제조하기 위한 다양한 공정변수(방사용액의 농도, TCD, 인가전압)의 변화를 살펴보았다. 실험을 통해 얻어진 PU방사용액의 적정 전기방사 조건은, 방사용액의 농도가 12wt%, 인가전압은 8kV, TCD는 15cm로 나타났다. SEM을 통한 향나무 추출물을 함유하는 나노섬유의 직경은 435nm~547nm였으며, 향나무 추출물의 함량이 증가함에 따라 나노섬유의 평균직경은 감소하는 것으로 나타났다. 개발된 나노웹은 의료 소재, 보호복 소재, 항균필터 소재 등으로의 활용이 기대된다.