• 제목/요약/키워드: Electrospun nanofiber

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이산화망간 전기증착 리그닌 기반 탄소나노섬유 매트를 이용한 슈퍼캐퍼시터용 전극소재의 전기·화학적 특성 (Electrochemical Characteristics of Supercapacitor Electrode Using MnO2 Electrodeposited Carbon Nanofiber Mats from Lignin-g-PAN Copolymer)

  • 김석주;유원재;김용식
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제44권5호
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    • pp.750-759
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    • 2016
  • 크라프트 리그닌-polyacrylonitrile (PAN) 그라프트 공중합체의 전기방사 나노섬유매트를 열처리와 이산화망간($MnO_2$) 전기증착법을 이용하여 리그닌 기반 탄소나노섬유 매트(lignin based carbon nanofiber mat, LCNFM)로 제조하고, 슈퍼캐퍼시터용 전극소재(electrode)로의 응용가능성에 대하여 조사하였다. 전기증착 처리시간이 길수록 $MnO_2$-LCNFM 표면의 흡착되는 이산화망간양이 증가하였으며, 이에 따른 탄소나노섬유의 직경과 이산화망간 흡착층이 증가하였다. $MnO_2$-LCNFM 전극의 전기 화학적 특성을 순환전압전류측정(cyclic voltammetry)을 통해 평가하였고, 최대 $168.0mF{\cdot}cm^{-2}$의 비축적용량을 보였다. $MnO_2$-LCNFM를 이용하여 $H_3PO_4$/Polyvinyl alcohol 겔 전해질로 제작한 하이브리드 슈퍼캐퍼시터(hybrid supercapacitor)는 약 90%의 전기용량 효율(capacitance efficiency)을 보였으며, 1,000회의 충 방전 시험에서 안정적인 거동을 나타냈다.

섬유 기반의 다공성 윈도우를 가지는 박막 제작 및 공배양에의 활용 (Fabrication of a Polymeric Film with Nanofiber-based Porous Window and Its Application to Co-culture)

  • 정영훈;이종완;진송완
    • 한국기계가공학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.21-27
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    • 2014
  • Recently, various biochip environments have been presented. In this study, a novel transparent film with porous membrane windows, which is an essential component in a co-cultured biochip environment, is fabricated using spin-coating, 3D printing, and electrospinning processes. In detail, a transparent polystyrene film was fabricated by means of the spin-coating process followed bywindow cutting, after which apolycaprolactone-chloroform solution was deposited along the window edge to introduce an adhesion layer between the PS film and the PCL nanofibers. Nanofibers were electrospun into the window region using a direct-write electrospinning method. Consequently, it was demonstrated that the fabricated window film could be used in a co-culture biochip environment.

극초단 레이저를 이용한 PCL 및 PET 가공에 대한 연구 (A Study of PCL and PET ablation by ultrashort laser)

  • 최해운;신현명
    • 한국레이저가공학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.1-6
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    • 2008
  • This paper describes microscale laser structuring of electrospun(ES) PCL and PET nanofiber meshes. Electrospinning produces non-woven meshes of synthetic or natural materials fibers with diameters ranging from micron down to the nanometer scales that are advantageous for the supporting the growth of the small scale structures. Ultrashort laser found to be effective on the fabrication of engineeredtissue scaffold with minimum heat affect and ultra precision ablation patterns. The affect of energy range for ablation quality was analyzed and ablation characteristics of PCL and PET were compared.

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Effect of Viscosity on the Morphology of Electrospun Polyacrylonitrile Fibers as a Linear Actuator and Artificial Muscles

  • Kim, Ye-Na;Lee, Deuk-Yong;Lee, Myung-Hyun;Lee, Se-Jong
    • 한국세라믹학회지
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    • 제43권4호
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    • pp.203-206
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    • 2006
  • Polyacrylonitrile (PAN) nanofibers, which are pH-sensitive and exhibit soft actuation as a linear actuator and artificial muscles, were prepared by electrospinning to investigate the effect of viscosity on the morphology of PAN fibers. Experimental results revealed that higher viscosity is critical for the formation of unbeaded nanofibers because surface tension is almost constant throughout the experiment. Uniform, smooth, and continuous fibers with diameters of about 700 nm were achieved for the 10 wt% PAN fibers at a flow rate of 0.5 mL/h and an electric field of 0.875 kV/cm.

Synthesis, characterization, and antibacterial performance of Ag-modified graphene oxide reinforced electrospun polyurethane nanofibers

  • Pant, Bishweshwar;Park, Mira;Jang, Rae-Sang;Choi, Woo-Cheol;Kim, Hak-Yong;Park, Soo-Jin
    • Carbon letters
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    • 제23권
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    • pp.17-21
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    • 2017
  • Polyurethane (PU) nanofibers containing graphene oxide (GO) and Ag doped functionalized reduced graphene oxide (Ag-RGO) were successfully prepared via the electrospinning technique. The uniform distribution of GO sheets along with Ag nanoparticle in the nanofibers was investigated by scanning electron microscopy and the elemental mapping technique. X-ray diffraction and thermal gravimetric analysis verified the presence of GO and Ag in the bicomposite nanofibrous mats. Antibacterial tests against Escherichia coli demonstrated that the addition of GO and Ag-RGO to the PU nanofiber greatly enhanced bactericidal efficiency. Overall, these features of the synthesized nanofibers make them a promising candidate material in the biomedical field for applications such as tissue engineering, wound healing, and drug delivery systems.

전기방사 후 탄소화된 폴리아크릴로니트릴(PAN) 나노섬유의 수용액 중 붕소 흡착 (Aqueous Boron Adsorption on Carbonized Nanofibers Prepared from Electrospun Polyacrylonitrile(PAN) Mats)

  • 홍소희;한선기;김수영;원용선
    • 청정기술
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    • 제28권3호
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    • pp.210-217
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    • 2022
  • 붕소(Boron)은 희소자원으로 유리, 반도체 재료, 화약 등 다양한 용도로 사용되고 있는데, 우리나라의 경우 붕소를 전량 수입에 의존하고 있으며 전 세계 붕소 매장량과 현재 추세의 생산량을 고려하면 50년 이후 지상의 붕소는 고갈될 확률이 높다. 따라서 안정적 붕소의 공급을 위해 해수 내의 붕소를 회수할 수 있는 소재 및 공정의 개발이 요구된다. 이에 본 연구에서는 수용액 중 붕소를 회수하기 위한 소재로 전기방사 후 탄소화된 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile, PAN) 나노섬유를 도입하였다. 먼저 탄소섬유 표면의 붕소 흡착 기작을 이론적으로 구현하기 위해 범밀도함수이론(density functional method) 기반의 분자모델링 작업을 수행하였는데, 계산된 에너지도(energetics)에 따르면 붕소가 탄소섬유 표면에 흡착되는 화학반응이 가능한(viable) 것으로 판단되었다. 한편 전기방사로 제작된 PAN 나노섬유를 대기 중에서 안정화를 진행한 후 아르곤(Ar) 분위기에서 탄소화하였고 붕산 수용액에 담지시켰다. SEM과 Raman 분석을 통해 각각 전기방사와 탄소화가 잘 진행되었는지 확인하였고, XPS 분석을 통해 탄소섬유 표면에 질소가 잘 도핑되었는지 여부와 붕소의 흡착 여부를 확인하였다. 결과적으로 전기방사된 PAN으로부터 제작된 탄소섬유는 해수 내 붕소 회수에 사용될 수 있는 소재로 판단된다.

기계적 특성 및 공극률 조절을 위한 나노/마이크로섬유 하이브리드 매트 제작 (Fabrication of a Nano/Microfiber Hybrid Mat for Control of Mechanical Properties and Porosity)

  • 김정화;정영훈
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권1호
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    • pp.41-48
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    • 2017
  • 최근 에너지, 바이오공학, 전자공학 등 다양한 분야에서 초미세 고분자섬유의 활용이 증대되고 있다. 이러한 고분자 섬유의 제작방법의 하나로서 전기방사법은 타 공정에 비해 공정장치가 간단하고 재료의 선택에 제한이 적은 등 다양한 장점을 가져 활발하게 사용되고 있다. 그러나 전기방사공정은 미세한 고분자 섬유가 전기장이 부가된 공기층을 통과하면서 높은 불안정성을 가지기 때문에 전기방사공정을 통해 제작되는 섬유매트의 형상 및 기하학적 특성의 조절이 어려운 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 서로 다른 두 가지 용매를 이용하여 섬유의 직경을 나노섬유와 마이크로섬유로 제작할 수 있음을 보였으며, 이를 조합하여 기계적 특성과 공극률을 조절할 수 있는 하이브리드 섬유매트를 제작할 수 있음을 보였다. 또한 제작된 매트를 이용하여 기계적 특성과 공극률이 조절될 수 있음을 확인하였다.

은-알지네이트/PVP 나노섬유의 항균 특성 (Antibacterial Properties of Silver-alginate/PVP Nanofiber)

  • 최유성;민경두;윤두수
    • 공업화학
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    • 제24권4호
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    • pp.416-422
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    • 2013
  • 알지네이트에 은이온을 첨가하기 위하여, 질산은 수용액을 이용하여 은-알지네이트를 제조하였다. 본 연구에서는 은-알지네이트를 Poly vinylpyrrolidone (PVP) 수용액과 블렌드하였고, 전기방사는 블렌드 용액을 이용하여 수행하였다. 은-알지네이트/PVP 혼합 용액의 항균효과는 colony counting test로 대장균과 포도상 구균에 대해 확인하였다. 은-알지네이트/PVP 혼합용액의 전기방사 조건은 조성물의 농도를 다양하게 하여 방사거리 22 cm, 방사속도 0.01 mL/min, 전압 26 kV 조건하에서 수행하여 나노섬유를 제조하였다. 은-알지네이트 나노 섬유의 형태와 크기는 SEM과 Image J를 통해 확인하였으며, 전기방사된 SA5P15 섬유들의 평균 직경은 124 nm를 보였으며, 균일하게 방사되는 것을 확인하였다. SA5P15의 균 감소율은 24 시간 후 99.9%를 보였다.

전자선 조사 방법을 통한 생분해성고분자의 표면개질 특성 평가 (Surface Modification of Poly(L-lactide-co-ε-caprolactone) Nanofibers by Electron-beam Irradiation)

  • 김우진;신영민;박종석;권희정;노영창;임윤묵
    • 방사선산업학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.365-370
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    • 2011
  • Electrospun nanofibers prepared with synthetic biodegradable polymer have some limitations in regulating adhesion, proliferation, and spreading of cells because of their surface hydrophobicity and absence of cell-interaction. In this study, we functionalized the electrospun poly(L-lactide-co-${\varepsilon}$-caprolactone) (PLCL) nanofibers with acrylic acid (AAc) to modulate their surface hydrophilicity using electron-beam irradiation method and then measured grafting ratio of AAc, water contact angle, and ATR-FTIR of AAc-grafted nanofibers. A grafting ratio of AAc on the nanofibers was increased as irradiation dose and AAc concentration were increased. AAc-grafted nanofibers also have higher wettability than non-modified nanofibers. In conclusion, those surface-modified nanofibers may be an essential candidate to regulate cell attachment in tissue engineering applications.