• 한국분말재료학회지
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• 제23권3호
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• pp.235-239
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• 2016

This study is performed to fabricate a Ti porous body by freeze drying process using titanium hydride ($TiH_2$) powder and camphene. Then, the Ti porous body is employed to synthesize carbon nanotubes (CNTs) using thermal catalytic chemical vapor deposition (CCVD) with Fe catalyst and methane ($CH_4$) gas to increase the specific surface area. The synthesized Ti porous body has $100{\mu}M$-sized macropores and $10-30{\mu}m$-sized micropores. The synthesized CNTs have random directions and are entangled with adjacent CNTs. The CNTs have a bamboo-like structure, and their average diameter is about 50 nm. The Fe nano-particles observed at the tip of the CNTs indicate that the tip growth model is applicable. The specific surface area of the CNT-coated Ti porous body is about 20 times larger than that of the raw Ti porous body. These CNT-coated Ti porous bodies are expected to be used as filters or catalyst supports.

• 한국산업보건학회지
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• 제27권3호
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• pp.180-186
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• 2017

Objectives: The purposes of this study were to compare the surface resistance of cassettes according to the material, and to evaluate the wall deposition of carbon nanotubes(CNTs) by electrostatic loss in the inner wall of the cassette. Methods: Surface resistance was measured for three types of cassettes(25 mm polypropylene conductive cowl, 25 mm and 37 mm clear styrene cassettes) with a surface resistance meter. Also, electrostatic wall loss was measured at different weights of CNTs depending on the cassette. CNTs were laid on a weight dish with the cassette for five minutes to provide sufficient time to attach on the wall. Wipe sampling was performed to collect CNTs deposited on the wall and elemental carbon, known as a surrogate for CNTs, was analyzed. Results: The cassette with conductive materials(18% of black carbon) showed the lowest surface resistance($<1.21{\times}10^3{\Omega}$). Cassettes made from clear polystyrene showed the relatively highest surface resistance(25 mm: $10.02{\times}10^9{\Omega}$, 37 mm: $10.59{\times}10^9{\Omega}$). This means that particles are more likely to stick to the internal wall of styrene cassettes due to electrostatic electricity. This may lead to an underestimation of the airborne concentration of CNTs. The experiment showed that EC was not detected when using a 25 mm conductive cowl cassette, while EC was detected at the internal wall of 25 mm and 37 mm polystyrene cassettes. Conclusions: This study confirms that cassettes with a conductive cowl have low surface resistance and are more appropriate for CNT sampling. In addition, this finding could be applied for other types of particulate, especially regarding electrostatic charge and sampling.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제12권2호
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• pp.115-133
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• 2011

Fiber reinforced polymer composites (FRPs) are being increasingly used for a wide range of engineering applications owing to their high specific strength and stiffness. However, their through-the-thickness performance lacks some of the most demanding physical and mechanical property requirements for structural applications, such as aerospace vehicles and military components. Carbon nanotubes (CNTs) and carbon nanofibers (CNFs), due to their excellent mechanical, thermal and electrical properties, offer great promise to improve the weak properties in the thickness direction and impart multi-functionality without substantial weight addition to FRPs. This paper reviews the progress made to date on i) the techniques developed for integration of CNTs/ CNFs into FRPs, and ii) the effects of the addition of these nanofillers on the interlaminar properties, such as such interlaminar shear strength, interlaminar fracture toughness and impact damage resistance and tolerance, of FRPs. The key challenges and future prospects in the development of multiscale CNT-FRP composites for advanced applications are also highlighted.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권6호
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• pp.615-620
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• 2013

이전 연구에서 우리는 나노구조와 화학연료의 동축 구조를 제작하여 이를 점화시켰을 때, 축방향으로 매우 빠르게 화학 반응이 전파되며, 이와 동시에 높은 비출력을 가지는 화학-전기 에너지를 생성할 수 있음을 증명하였으며, 이러한 현상을 열동력 파도로 명명하였다. 본 연구에서는 열동력 파도와 관련된 여러가지 물리적인 현상을 심도있게 다루려 한다. 나노구조의 다른 배열 상태에 따라 반응 전파속도, 에너지 생성 정도가 어떻게 달라지는지, 그리고 이와 동시에 발생하는 전기 신호와는 어떤 연관 관계가 있는 지를 연구하였다. 또한 이론적으로 온도 변화에 따라 달라지는 나노튜브와 화학연료의 성질, 대류와 복사에 의한 영향을 고려했을 때 열동력 파도의 전파 양상이 어떻게 달라지는 지를 규명하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권2호
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• pp.184-192
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• 2022

수열합성을 통해 합성한 다공성 NiO는 리튬 폴리설파이드의 용출을 억제하기 위하여 리튬-황 전지의 전극에 사용되었다. 리튬-황 전지의 전극은 경제적이고 간단한 진공 여과 방법을 이용하여 집전체와 바인더가 없는 프리스탠딩 플렉서블 전극으로 제작되었다. 다공성 NiO를 첨가한 S/CNT/NiO 전극은 순수 S/CNT 전극에 비해 125 mA h g^-1 증가한 877 mA h g^-1 (0.2 C)의 초기 방전용량과 200 사이클 후 84% (S/CNT: 66%)의 우수한 용량 유지율을 나타내었다. 이는 방전 과정 중에서 NiO와 리튬 폴리설파이드의 강한 화학적 결합에 의하여 리튬 폴리설파이드의 전해질로 용출되는 것을 억제하여 나타난 결과이다. 또한 S/CNT/NiO 전극의 유연성 테스트를 위해 1.6 × 4 cm²의 파우치셀로 제작하여 폴딩한 상태와 하지 않은 상태에서 모두 620 mA h g^-1의 안정적인 사이클 특성을 나타내었다.

• 청정기술
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• 제29권3호
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• pp.178-184
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• 2023

전이금속 칼코젠화물은 소듐 이차전지의 음극재로서 높은 이론 용량을 가지나 충·방전 과정에서 큰 부피 팽창으로 인해 짧은 수명 특성을 보이며, 낮은 전기전도도로 인해 출력 특성을 저하시킨다는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해, 본 연구에서는 분무열분해와 후 열처리 공정을 통해 다공성의 CNT ball과 (Ni,Co)Se₂ 나노결정이 복합된 구조체를 합성하였으며, 이를 소듐 이차전지의 음극에 적용시켜 전기화학적 특성을 평가하였다. 합성된 소재는 분무열분해 동안 Polystyrene(PS) 나노비드의 분해로 인해 다공성 구조를 형성하여 충방전 과정에서 발생하는 부피팽창을 효과적으로 수용하였으며, CNT 소재와의 복합화를 통해 전기화학적 성능을 향상시킬 수 있었다. 이로 인해 다공성 구조의 (Ni,Co)Se₂-CNT 복합소재는 0.2 A g^-1의 전류밀도에서 698 mA h g^-1의 높은 초기 방전용량을 보였으며, 100 사이클 후 400 mA h g^-1의 방전용량을 유지함을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권3호
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• pp.426-438
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• 2023

차세대 전지로 주목받는 리튬-황 전지는 높은 에너지 밀도를 갖는 반면, 황의 절연 특성, 셔틀 현상 그리고 부피팽창으로 인하여 상용화에 어려움이 있다. 본 연구에서는 경제적이고 간단한 진공여과 방법으로 바인더와 집전체가 없는 프리스탠딩 전극을 제조하였고 탄소나노튜브(CNT)를 황의 전기전도도 향상을 위하여 사용하였다. 여기서 CNT는 집전체와 도전재 역할을 동시에 수행하였다. 추가로 리튬폴리설파이드의 흡착에 용이한 금속산화물(MO_x, M=Ni, Mg)을 CNT/S 전극에 첨가함으로써 리튬-황 전지의 셔틀반응을 억제하였다. MO_x@CNT/S 전극은 금속산화물을 도입하지 않은 CNT/S 전극에 비해 높은 용량 특성과 사이클 안정성을 나타내었으며, 이는 금속산화물의 우수한 리튬폴리설파이드 흡착 특성으로 인하여 황 활물질의 손실을 억제한 결과이다. MO_x@CNT/S 전극 중에서 NiO를 도입한 NiO@CNT/S 전극은 1 C에서 780 mAh g^-1의 높은 방전용량을 나타내었고 200 사이클 후 134 mAh g^-1으로 극심한 용량 감소가 나타났다. MgO@CNT/S 전극은 비록 초기 사이클에 544 mAh g^-1의 낮은 방전용량을 나타냈지만, 200 사이클까지 용량을 90% 유지하는 우수한 사이클 안정성을 나타내었다. 고용량과 사이클 안정성 확보를 위하여 Ni:Mg를 0.7:0.3의 비율로 혼합한 Ni_0.7Mg_0.3O@CNT/S 전극은 755 mAh g^-1 (1 C)의 초기 방전용량과 200 사이클 후에도 90% 이상의 용량 유지율을 나타내었다. 따라서 이원 금속산화물의 CNT/S 프리스탠딩으로의 적용은 고용량 특성뿐만 아니라 가장 큰 문제인 리튬폴리설파이드의 용출을 효과적으로 개선하여 경제적이고 고성능 리튬-황 전지의 개발이 가능함을 시사한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.93-93
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• 2000

수소화된 비정질 탄소(a-C:H)는 그 증착 조건에 따라서 여러 가지 다른 구조와 특성을 갖게 되며, 특히 DLC(diamond-like carbon) 및 CNT(Carbon nanotube)는 FED (field emission display) 개발 면에서 중요하게 연구되고 있다. 우리는 a-C:H 박막을 PECVD (plasma-enhanced chemical vapor deposition) 방법으로 증착하고 CH4 가스를 사용하였고 기판 온도는 상온-32$0^{\circ}C$ 사이에서 변화되었다. 기판은 Corning 1737 glass, quartz, Si, Ni 등을 사용하였다. 증착 압력과 R.F. power는 각각 0.1-1 Torr 와 12-60w 사이에서 변화되었다. ESR 측정은 X-band(주파수 약 9 GHz)에서 그리고 상온에서 행해졌다. 상온에서의 스핀밀도는 약한-표준피치(weak-pitch standard) 스펙트럼과 비교하여 얻을 수 있었다. 그리고 a-C:H 박막의 구조는 He-Ne laser(파장 632.8 nm)를 이용하는 micro-Raman spectroscopy로 분석하였다. 증착조건에 따른 스핀밀도의 변화 및 Raman 스펙트럼에서의 D-peak, G-peak의 위치 및 반치록, I(D)/I(G) 등을 조사하였다. 증착된 a-C:H 박막은 R.F.power가 증가할수록 대체로 스핀밀도가 증가하였으며, Raman 스펙트럼에서의 I(D)/I(G) 비율은 대체로 감소하였다. 증착된 박막들은 polymer-like Carbon으로 추정되었으며, 스핀밀도가 증가할수록 대체적으로 흑연 구조 영역이 증가됨을 알 수 있었다. 또한 glass나 Si 기판에 비해 Ni 기판위에서 polymer-like Carbon 구조는 향상되는 경향을 보였다.

• 한국분말재료학회지
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• 제29권4호
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• pp.297-302
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• 2022

This study compares the characteristics of a compact TiO₂ (c-TiO₂) powdery film, which is used as the electron transport layer (ETL) of perovskite solar cells, based on the manufacturing method. Additionally, its efficiency is measured by applying it to a carbon electrode solar cell. Spin-coating and spray methods are compared, and spray-based c-TiO₂ exhibits superior optical properties. Furthermore, surface analysis by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) exhibits the excellent surface properties of spray-based TiO₂. The photoelectric conversion efficiency (PCE) is 14.31% when applied to planar perovskite solar cells based on metal electrodes. Finally, carbon nanotube (CNT) film electrode-based solar cells exhibits a 76% PCE compared with that of metal electrode-based solar cells, providing the possibility of commercialization.

• 감성과학
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• 제24권2호
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• pp.65-74
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• 2021

최근 ICT 산업의 기술혁신이 일어남에 따라 생체신호을 인식하고 이에 대해 대응을 하기 위한 웨어러블 센싱 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 단순한 함침과정을 통해 3차원 스페이서(3D spacer)직물을 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT)분산용액에 함침공정을 진행해 단일층(monolayer) 압전 저항형 압력 센서(piezoresistive pressure sensor)를 개발하였다. 3D 스페이서 원단에 전기전도성을 부여하기 위해 시료를 SWCNT 분산용액에 함침공정을 진행한 후 건조하는 과정을 거쳤다. 함침된 시료의 전기적 특성을 파악하기 위해 UTM (Universal Testing Machine)과 멀티미터를 이용해서 압력의 변화에 따른 저항의 변화를 측정하였다. 또한 센서의 전기적 특성의 변화를 관찰하기 위해 분산용액의 농도, 함침횟수, 시료의 두께를 다르게 해서 시료의 센서로서의 성능을 평가했다. 그 결과 wt0.1%의 SWCNT 분산용액에 함침공정을 2번 진행한 시료가 센서로서 가장 뛰어난 성능을 나타냄을 알 수 있었다. 두께별로는 7mm 두께의 센서가 가장 높은 GF를 보이고 13mm 두께의 센서가 작동범위가 가장 넓음을 확인했다. 본 연구를 통해 3D spacer 원단으로 제작한 스마트 텍스타일 센서는 공정과정이 단순하면서도 센서로서 성능이 뛰어나다는 장점을 확인할 수 있었다.