Nickel oxide nanofibers were synthesized by electrospinning with nickel(II) acetate tetrahydrate and polyvinylpyrrolidone and calcination process. The nanofiber shape was easily detected from the nanofibers with high Ni contents after calcined at $600^{\circ}C$ and the crystal structure of layer-by-layer growth was observed from SEM images at $900^{\circ}C$. XRD and TEM results showed metallic Ni and NiO structure were formed at nanofibers obtained at 600 and $900^{\circ}C$ and the crystallite size was calculated from 25 to 55 nm. The surface of nanofibers was fully oxidized from the deconvoluted Cu 2p and O 1s XPS spectra.
Kim, Byung-Joo;Bae, Kyong-Min;An, Kay-Hyeok;Park, Soo-Jin
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제33권10호
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pp.3258-3264
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2012
Aluminum oxide ($Al_2O_3$) nanofibers were treated thermally under an ammonia ($NH_3$) gas stream balanced by nitrogen to form a thin aluminum nitride (AlN) layer on the nanofibers, resulting in the enhancement of thermal conductivity of $Al_2O_3$/epoxy nanocomposites. The micro-structural and morphological properties of the $NH_3$-assisted thermally-treated $Al_2O_3$ nanofibers were characterized by X-ray diffraction (XRD) and atomic force microscopy (AEM), respectively. The surface characteristics and pore structures were observed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Zeta-potential and $N_2$/77 K isothermal adsorptions. From the results, the formation of AlN on $Al_2O_3$ nanofibers was confirmed by XRD and XPS. The thermal conductivity (TC) of the modified $Al_2O_3$ nanofibers/epoxy composites increased with increasing treated temperatures. On the other hand, the severely treated $Al_2O_3$/epoxy composites showed a decrease in TC, resulting from a decrease in the probability of heat-transfer networks between the filler and matrix in this system due to the aggregation of nanofiber fillers.
Experimental studies on the fabrication of sub-30 nm nanofibers using weakly two-photon induced photopolymerized region have been carried out. For the generation of nanofibers inside or outside microstructures, an over-polymerizing method involving a long exposure technique (LET) was proposed. Such nanofibers can find meaningful applications as bio-filters, mixers, and many other uses in diverse research field. A multitude of nanofibers with a notably high resolution (about 22 nm) in two-photon polymerization was achieved using the LET. Furthermore, it was demonstrated that the LET can be employed for the direct fabrication of various embossing patterns by controlling the exposure duration and the interval between yokels. Thin interconnecting networks are formed regularly in the boundary of the over-polymerized region, which allows for the creation of various pattern shapes. Overall of this work, some patterns including nanofibers are fabricated by the LET.
The Cu and CuSn/PVP nanofibers were fabricated by electrospinning method by controlling various parameters. The precursor solution was prepared with copper(II) acetate monohydrate ($Cu(CH_3COO)_2$) and tin chloride dihydrate ($SnCl_2{\cdot}2H_2O$), and polyvinylpyrrolidone (PVP) for adjusting viscosity. The fabricated nanofibers were calcined at 873 K in Ar atmospheric environment for 5 hours to remove the solvent and polymer. The morphology and diameter of nanofibers were measured by optical microscopy (OM) with Motic image plus 2.0 program. The components and chemical environment were investigated with X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). From the XPS survey spectra, we confirmed that CuSn/PVP nanofibers were successfully fabricated. The XPS peaks of C 1s and N 1s were remarkably decreased after calcination of the nanofibers at 873 K. It implies that the PVP was completely decomposed after calcination at 873 K.
Electrospun $LaCoO_3$ perovskite nanofibers were produced for the air electrode in Zn-air rechargeable batteries using electrospinning technique with sequential calcination. The final calcination temperature was varied from 500 to $800^{\circ}C$ in order to determine its effect on the physical and electrochemical properties of the prepared $LaCoO_3$ perovskite nanofibers. The surface area of the electrospun $LaCoO_3$ perovskite nanofibers were observed to decrease with increasing final calcination temperature. Electrospun $LaCoO_3$ perovskite nanofibers calcined with final calcination temperature of $700^{\circ}C$ had the best electrocatalytic activity among the prepared perovskite nanofibers.
The development of glucose biosensors has been attracting much attention because of their importance in monitoring glucose in the human body; such sensors are used to diagnose diabetes and related human diseases. Thanks to the high selectivity, sensitivity to glucose detection, and relatively low-cost fabrication of enzyme-immobilized electrochemical glucose sensors, these devices are recognized as one of the most intensively investigated glucose sensor types. In this work, ZnO nanofibers were synthesized using an electrospinning method with polyvinyl alcohol zinc acetate as precursor material. Using the synthesized ZnO nanofibers, we fabricated glucose biosensors in which glucose oxidase was immobilized on the ZnO nanofibers. The sensors were used to detect a wide range of glucose from 10 to 700 M with a sensitivity of $10.01nA/cm^2-{\mu}M$, indicating that the ZnO nanofiber-based glucose sensor can be used for the detection of glucose in the human body. The control of nanograins in terms of the size and crystalline quality of the individual nanofibers is required for improving the glucose-sensing abilities of the nanofibers.
N-doped carbon nanofibers as catalysts for oxygen-reduction reactions are synthesized using electrospinning and carbonization. Their morphologies, structures, chemical bonding states, and electrochemical performance are characterized. The optimized N-doped carbon nanofibers exhibit graphitization of carbon nanofibers and an increased nitrogen doping as well as a uniform network structure. In particular, the optimized N-doped carbon nanofibers show outstanding catalytic activity for oxygen-reduction reactions, such as a half-wave potential ($E_{1/2}$) of 0.43 V, kinetic limiting current density of $6.2mAcm^{-2}$, electron reduction pathways (n = 3.1), and excellent long-term stability after 2000 cycles, resulting in a lower $E_{1/2}$ potential degradation of 13 mV. The improvement in the electrochemical performance results from the synergistic effect of the graphitization of carbon nanofibers and the increased amount of nitrogen doping.
Electrospinning was used to load curcumin (a natural compound that has antiinflammatory properties) into zein nanofibers. An emulsifier, Tween 80, was combined with curcumin in the zein nanofibers. The morphology of the curcumin-loaded zein nanofibers (CLZNFs) was observed using field emission scanning electron microscopy. Investigation of curcumin released from the zein nanofibers into phosphate buffer saline at pH 7 indicated that the Tween 80 had increased the amount of curcumin released from the CLZNFs. The antibacterial activity of the CLZNFs against Staphylococcus aureus (S. aureus) was determined by measuring the optical density of bacterial solutions containing CLZNFs. The zein nanofibers fabricated with 10 wt% surfactant and 1.6 wt% curcumin showed high (i.e., 83%) efficiency in inhibiting the growth of S. aureus in the solution incubated for 21 h. These results suggest that the electrospun CLZNFs show potential application as antibacterial nonwoven mats.
전기방사법과 열처리 공정을 통하여 PVDF-$SiO_2$ 복합나노섬유를 제조하였으며, 얻어진 나노섬유는 서로 연결된 기공으로 이루어진 적층 구조를 하고 있었다. 즉, 전기방사로 제조된 나노섬유는 직경이 380 nm, 기공도가 80% 이상인 다공성막을 형성하였다. TEM 사진과 EDX 스펙트라의 분석 결과로부터 $SiO_2$가 나노섬유에 균일하게 분산되어 존재한다는 것이 확인되었다. 또한 전기방사법의 도입에 의해 나노섬유의 기공도가 현저히 개선되었다. ATR-FTIR 및 XRD 분석 결과 복합나노섬유 상에서 PVDF는 ${\alpha}$-phase와 ${\beta}$-phase가 혼재되어 있는 결정구조를 가지고 있었으며, 열처리에 의해서 PVDF의 ${\alpha}$-phase가 증가하였으며, 이로 인해 결정화도가 증가하였다. 특히, 기계적 강도, 열적 특성 및 소수성은 열처리 공정에 의해서 매우 증가되는 것을 확인할 수 있었다.
Polyacrylonitrile (PAN) is one of the most widely used precursor polymers for making high performance carbon fibers. Conversion of PAN fibers to good quality carbon fibers requires an essential stabilization step prior to carbonization. Electron beam irradiation is an excellent technique for modifying the physical properties of materials. This study aimed to elucidate the effects of electron beam irradiation on the stabilization reactions of PAN nanofibers. FT-IR analysis indicated that the stabilization of irradiated PAN nanofibers was initiated at a lower temperature. The TG curve of PAN nanofibers showed a significant decrease of weight loss step between 280 and $320^{\circ}C$. In the case of irradiated PAN nanofibers, weight loss sudden weight did not loss occurs.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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