• 제목/요약/키워드: Fiber Dispersion

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Ozonization of SWCNTs on thermal/mechanical properties of basalt fiber-reinforced composites

  • Kim, Seong Hwang;Heo, Young-Jung;Park, Soo-Jin
    • Steel and Composite Structures
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    • 제31권5호
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    • pp.517-527
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    • 2019
  • To move forward in large steps rather than in small increments, the community would benefit from a systematic and comprehensive database of multi-scale composites and measured properties, driven by comprehensive studies with a full range of types of fiber-reinforced polymers. The multi-scale hierarchy is a promising chemical approach that provides superior performance in synergistically integrated microstructured fibers and nanostructured materials in composite applications. Achieving high-efficiency thermal conductivity and mechanical properties with a simple surface treatment on single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) is important for multi-scale composites. The main purpose of the project is to introduce ozone-treated SWCNTs between an epoxy matrix and basalt fibers to improve mechanical properties and thermal conductivity by enhancing dispersion and interfacial adhesion. The obvious advantage of this approach is that it is much more effective than the conventional approach at improving the thermal conductivity and mechanical properties of materials under an equivalent load, and shows particularly significant improvement for high loads. Such an effort could accelerate the conversion of multi-scale composites into high performance materials and provide more rational guidance and fundamental understanding towards realizing the theoretical limits of thermal and mechanical properties.

Spectral-shape-controllable Chirped Fiber Bragg Grating with a Photomechanical Microactuator: Simulation and Experiment

  • Moon, Jong-Ju;Ko, Youngmin;Park, Su-Jeong;Ahn, Tae-Jung
    • Current Optics and Photonics
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    • 제4권6호
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    • pp.477-482
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    • 2020
  • Recently, one of the authors has been reported an optically tunable fiber Bragg grating (FBG) with a photomechanical polymer. It was based on a typical FBG with a downsized diameter of 60 ㎛, coated with azobenzene-containing polymer material. Azobenzene is a well-known reversibly photomechanical stretchable material under ultraviolet (UV) light. The small part of the functional-coating region on the FBG absorbed UV light, which pulled the UV-exposed part of the grating. It was selectable as tunable FBG or tunable chirped FBG, by adjusting the position of UV exposure on the grating. As proof of concept for the tunable FBG device, the characteristics just including UV-induced center-wavelength shift and spectral-width changes of the device were reported. In this paper, we report for the first time that the microactuator makes it possible to control the spectral shape of the FBG reflection, according to the specifications (shape and intensity) of the UV beam that reaches the FBG coated with the azobenzene polymer. In addition, we provide the group-delay profiles for the chirped FBG, so that the sign of its dispersion (normal or anomalous) can be tailored by simply selecting the moving direction of the UV light's displacement in the experiment.

Fabrication of silk nanofibril-embedded regenerated silk fibroin composite fiber by wet spinning

  • Chang Hyun, Bae;In Chul, Um
    • International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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    • 제45권2호
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    • pp.70-77
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    • 2022
  • Wet-spun regenerated silk fibroin (RSF) fibers have been extensively studied owing to their 1) useful properties as biomaterials, including good blood compatibility and cyto-compatibility; 2) the various methods available to control the structural characteristics and morphology of the fiber, and 3) the possibility of fabricating blended fibers and new material-embedded fibers. In this study, silk nanofibrils prepared using a new method were embedded in RSF to fabricate wet-spun silk nanofibril/RSF composite fibers. Up to 2% addition of silk nanofibril, the silk nanofibril/RSF dope solution showed slight shear thinning, and the G' and G" of the dope solution were similar. However, above 3% silk nanofibril content, the viscosity of the dope solution significantly increased. In addition, shear thinning was remarkably evident, and the G' of the dope solution was much higher than the G", indicating a very elastic state. As the silk nanofibril content was increased, the wet-spun silk nanofibril/RSF composite fiber became uneven, with a rough surface, and more beaded fibers were produced. Scanning electron microscopy observations revealed that the beaded fibers were attributed to the inhomogeneous dispersion and presence of agglomerates of the silk nanofibrils. As the silk nanofibril content and RSF concentration increased, the maximum draw ratio decreased, indicating the deterioration of the wet spinnability and post-drawing performance of silk nanofibril/RSF.

주파수 �V이 다른 WDM 신호의 효율적 왜곡 보상 (Effective Compensation of Distorted WDM Signals Related with Frequency Chirp)

  • 이성렬;임황빈
    • 한국항행학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.394-400
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    • 2007
  • 광 변조기에 의해 광 신호에 본질적으로 인가되어 전송 품질에 영향을 미치는 주파수 �V (frequency chirp)에 관계하여 광 위상 공액기 (OPC ; optical phase conjugator)의 최적 위치와 광섬유 구간의 최적 분산 계수를 도출하였다. 본 논문에서는 다양한 주파수 �V과 최적 파라미터의 관계를 살펴보고자 전송 성능 면에서 최악의 경우인 10 dB 소광비를 갖는 NRZ 형식의 40 Gbps ${\times}$ 16 채널 WDM 전송 시스템에서 음(negative 또는 down)의 �V, chirp-free, 양(positive 또는 up)의 �V을 모두 가정하였다. 주파수 �V 값이 커질수록 WDM 채널 신호들의 최적의 보상을 위한 OPC의 위치 오프셋이나 광섬유 구간의 분산 계수 오프셋을 크게 하여야 한다는 것을 확인하였다. 그리고 도출된 최적 값들의 효과는 초기 주파수 �V 값이 양인 WDM 채널의 보상에서보다 음인 WDM 채널의 보상에서 더욱 크다는 것을 확인하였다.

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국내 공기 중 섬유상 물질의 존재실태와 석면의 분석방법에 대한 고찰 (Consideration of Analysis Method of Asbestos and Existing Condition for Fibrous Materials in Domestic Air)

  • 황진연;오지호;이효민;이진현;손병서
    • 한국광물학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.165-171
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    • 2015
  • 부산과 울산의 중심지역에 대해 공기 중의 분진시료를 채취하여, 위상차현미경, 위상차분산현미경, 주사전자현미경 등으로 석면을 분석한 결과, 석면은 검출한계 이하로서 확인되지 않았다. 공기중의 분진시료에는 섬유상물질이 다수 포함되었으나, 이들은 대부분 유기질 섬유인 것으로 나타났다. 무기질 섬유물질로는 암면, 세라믹섬유, 석고 등이 소량 포함되었으며, 비섬유상인 석영, 방해석, 장석등의 광물도 가끔 관찰되었다. 국내의 공기 중 분진의 석면분석은 주로 위상차현미경으로 관찰하는 것으로 규정되어 있으나, 이것만으로는 석면의 식별이 불가능한 것으로 나타났다. 따라서 일본 JIS법과 같이 저온회화 처리 장치에 의한 유기물질 제거 후에 분산염색법으로 석면을 식별하고 계수하는 것이 효율적인 것으로 사료된다.

단일방향 탄소섬유복합재료 적층 판에서 전파 방향에 따른 램파 $S_o$ 모드의 군속도의 변화 (Variation of the Group Velocity of Lamb Wave $S_o$ Mode with the Propagating Direction in the Laminated Unidirectional CFRP Plates)

  • 김영환;이승석;김호철;이정기
    • Composites Research
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    • 제18권1호
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    • pp.38-44
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    • 2005
  • 본 연구에서는 단일방향 탄소섬유강화복합재료 판에서 $S_o$ 대칭모드의 군속도 분선곡선을 전파 방향을 변화시키먼서 계산하였다. 그리고 속노 분산 곡선에서 첫 번째 단절주파수 이하인 0.2 MHz-mm에 해당하는 $S_o$ 대칭모드 군속도를 가지고서 위상속도 곡선을 얻고 slowness 곡선을 도입하여 군속도 곡선으로 교정하였다. 단일방향 섬유강화복합재료 판에서 $S_o$ 대칭모드의 속도를 전파 방향을 변화시키면서 측정하였고 교정된 군속도 곡선과 비교하였다. 측정된 속도는 섬유 방향 근처의 cusp 영역을 제외하고는 교정된 군속도 곡선과 잘 일치하였다. 이것은 단일방향 탄소섬유강화복합재료 판에서 속도가 빠른 방향으로 에너지를 더 잘 전파하기 때문에 전파 방향이 주축방향과 일치하지 않을 때 군속도 방향은 섬유 방향 쪽으로 기울어지는 결과로 나타난 것이다.

마하 젠더 변조기로 생성된 CSRZ 펄스 기반의 200 Gb/s OTDM-PAM4 신호의 전송 (Transmission of 200-Gb/s 2-channel OTDM-PAM4 Signal Based on CSRZ Pulse Generated by Mach-Zehnder Modulator)

  • 배성현
    • 한국광학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.151-156
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    • 2023
  • 파장당 200 Gb/s급 신호를 전송하는 고속 근거리 광통신 시스템을 비용 효율적으로 구축하기 위한 방안으로서 캐리어 억제 펄스 기반의 2채널 광학적 시분할 다중화 시스템을 제안한다. 캐리어 억제 펄스는 널 바이어스가 인가된 마하 젠더 변조기로 생성되며, 이는 시분할 다중화 신호를 색분산에 강인하게 만든다. 송신부에서는 캐리어 억제 펄스를 둘로 분기하고, 각각을 100 Gb/s의 4레벨 진폭 변조 신호로 변조한 후, 광학적 시분할 다중화를 통해 200 Gb/s의 신호를 생성한다. 다중화된 광 신호는 광섬유로 전송된 후, 반도체 광 증폭기로 증폭되며, 한 개의 광 검출기로 검출된다. 증폭기에 의해 발생한 잡음은 광학 필터로 제거된다. 시분할 다중화 과정에서 발생하는 누화는 다중 입력-다중 출력 이퀄라이저로 보상한다. 본 연구에서는 200 Gb/s의 고속 신호를 40 ps/nm의 색분산을 갖는 광섬유로 전송하여도 3.8×10-3 이하의 비트 오율을 확보할 수 있음을 시뮬레이션으로 확인하였다.

스트레치 센서를 이용한 스쿼트 시 발목 가동범위 체크 센서 양말에 관하여 -20대 후반 남성을 중심으로- (Using a Stretch Sensor About of Squat Ankle Range of Motion Check Socks -Focusing on Men in Their Late 20s-)

  • 송관우;박진희;김주용
    • 패션비즈니스
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    • 제26권2호
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    • pp.129-142
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    • 2022
  • The purpose of this study is to develop socks to check the range of ankle movement during squats for men in their late 20s. Sensors of 6, 8, and 12 mm were selected, and each sample was impregnated 1 to 3 times. It was prepared using a CNT dispersion, and the GF value was measured using UTM. Among them, the sample with 2 impregnation showed the best GF value. As a result of applying each sample to the socks, the 12 mm sensor was wider than the area of the Achilles tendon, resulting in noise, and the 8 mm sensor was higher than the tensile strength of the socks, resulting in a decrease in the graph. Therefore, testing was performed using a 6 mm sensor. In order to determine the effectiveness of the sensor, the normal operating range was checked through squats, and significant changes were confirmed when the operating range was checked again through squats by performing operations that can increase the operating range through Gastrocnemius, Soleus stretching, and low lunge. Using the results of this study, it is expected that the average value of the ankle movement range of the user is checked prevent injury, to be provided as basic data for the production of shoe products and the promotion of physical health.

젖음성 시험과 전기-미세역학 시험법과 통한 단 카본섬유/산처리된 CNT-에폭시 나노복합재료의 분산과 자체-감지능 (Single Carbon Fiber/Acid-Treated CNT-Epoxy Composites by Electro-Micromechanical Technique and Wettability Test for Dispersion and Self-Sensing)

  • 장정훈;왕작가;공조엘;구가영;박종만;이우일;박종규
    • 접착 및 계면
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    • 제10권2호
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    • pp.90-97
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    • 2009
  • 세 가지의 다른 산처리를 한 단일 탄소섬유로 함침된 CNT-에폭시 나노복합재료는 전기-미세역학적 기술과 젖음성 시험법을 사용하여 분산과 자체-감지능을 조사하였다. 자체-감지능은 접촉저항의 노이즈가 산 처리되지 않은 CNT보다, 산 처리된 단일 탄소섬유 CNT-에폭시 나노복합재료가 다소 더 크게 나타났다. 반면에, 겉보기 강성도는 산 처리를 한 경우가 응력전달이 더 잘되어, 산처리 하지 않은 경우보다 더 컸다. 탄소섬유와 CNT-에폭시간의 계면전단강도는 CNT 첨가로 인하여 점도가 증가하기 때문에 탄소섬유와 순수 에폭시간의 경우보다 낮게 나타났다. CNT-에폭시 나노복합재료는 순수 에폭시보다 더 큰 소수성을 보여 주었다. 열역학적인 접착일은 계면전단강도와 대략 비례적인 관계를 보여주지만, 겉보기 강성도는 접착일과는 반비례를 나타내었다. 요구되는 물성에 따라서, 최대조건 대신에 최적의 산처리 조건이 필요로 할 것이다.

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방호·방폭용 뿜칠형 고성능 섬유보강 시멘트 복합재료 개발을 위한 레올로지 특성 연구 (A Study on the Rheology Properties for Development of Sprayed High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composites for Protection and Blast Resistant)

  • 최연왕;최병걸;박만석;성돈
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제2권3호
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    • pp.188-195
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    • 2014
  • 방호 방폭용 뿜칠형 고성능 섬유보강 시멘트 복합재료(HPFRCC) 개발을 위한 기초적인 연구의 일환으로 페이스트, 모르타르 및 HPFRCC 각 단계에서 구성재료의 레올로지 특성을 평가하였다. 페이스트 단계에서 레올로지 실험결과, GGBFs 및 FA의 경우 혼합률 증가에 따라 소섬정도 및 항복응력은 감소되는 것으로 나타났으며, SF의 경우 혼합률 10% 이후부터 소성점도 및 항복응력이 급격하게 증가되는 것으로 나타났다. 모르타르 단계에서 레올로지 실험결과, 잔골재의 종류 즉, 잔골재의 입형 및 입도는 소성점도 및 항복응력에 많은 영향을 미치는 것으로 나타났으며, Vs/Vm의 변화는 항복응력 보다 소성점도에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. HPFRCC 단계에서 유동성 및 레올로지의 실험결과, 섬유 혼입 후 유동성 및 섬유분산성 개선에는 SP 보다 VA가 더 유효한 것으로 나타났다.