• 한국진공학회지
• /
• 제21권1호
• /
• pp.41-47
• /
• 2012

본 연구에서는 전기방사법(electrospinning method)을 이용하여 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotubes, MWCNTs)가 첨가된 polyacrylonitrile (PAN)과 poly (methyl methacrylate) (PMMA) 고분자 복합 나노섬유를 합성하였다. 합성 과정에서 고분자 물질의 농도와 인가전압의 변화가 나노섬유의 합성에 미치는 영향을 조사하여 최적화된 고분자 나노섬유 합성 조건을 확립하였다. 또한, MWCNTs의 첨가량의 변화에 따른 복합 나노섬유의 구조적 특징을 주사전자현미경(scanning electron microscopy)과 투과전자현미경(transmission electron microscopy)을 통해 분석하였으며, 기계적 강도를 조사하였다. 5 wt%의 MWCNTs가 첨가된 경우, 인장강도(tensile strength)와 영률(Young's modulus)이 PAN 복합 나노섬유는 500%, 27% 향상되었으며, PMMA 복합 나노섬유는 250%, 1,017% 향상된 것을 확인할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
• /
• pp.683-686
• /
• 2004

In recent years, the supercapacitor and hybrid capacitor have related with substitutional energy source focused of many scientists because of their usage in power sources for electric vehicles, computers and other electric devices. The storage energy of electrical charge is based on electrostatic interactions in the electric double layer at the electrode/electrolyte interface, resulting in high rate capability and long cycle performance compared with batteries based on Faradaic electrode reactions. So we have been considered to carbon nanofibers as the ideal material for supercapacitors due to their high utilization of specific surface area, good conductivity, chemical stability and other advantages. In this work, we aimed to find out that the capacitance have increased because of electrochemical capacitance to provide by carbon nanofibers. Also carbon nanofibers based on chemical method and water treatment have been resulted larger capacitances and also exhibit better electrochemical behaviors about 15% than before of nontreated state. And also optical observations with treated and nontrteated carbon nanofibers discussed by the TEM, SEM, EDX, BET works and specific surface area analyzer. Their results also focused on the surface area of electrode and electrical capacitance was also improved by the effect of surface treatments.

• Advances in materials Research
• /
• 제1권4호
• /
• pp.311-347
• /
• 2012

Infections are caused due to the infiltration of tissue or organ space by infectious bacterial agents, among which Staphylococcus aureus bacteria are clinically most relevant. While current treatment modalities are in general quite effective, several bacterial strains exhibit high resistance to them, leading to complications and additional surgeries, thereby increasing the patient morbidity rates. Titanium dioxide is a celebrated photoactive material and has been utilized extensively in antibacterial functions, making it a leading infection mitigating agent. In view of the property amelioration in materials via nanofication, free-standing titania nanofibers (pure and nominally doped) and nanocoatings (on Ti and Ti6Al4V implants) were fabricated and evaluated to assess their efficacy to mitigate the viability and growth of S. aureus upon brief (30 s) activation by a portable hand-held infrared laser. In order to gauge the effect of exposure and its correlation with the antibacterial activities, both isolated (only titania substrate) and simultaneous (substrate submerged in the bacterial suspension) activations were performed. The bactericidal efficacy of the IR-activated $TiO_2$ nanocoatings was also tested against E. coli biofilms. Toxicity study was conducted to assess any potential harm to the tissue cells in the presence of photoactivated materials. These investigations showed that the photoactivated titania nanofibers caused greater than 97% bacterial necrosis of S. aureus. In the case of titania-coated Ti-implant surrogates, the bactericidal efficacy exceeded 90% in the case of pre-activation and was 100% in the case of simultaneous-activation. In addition to their high bactericidal efficacy against S. aureus, the benignity of titania nanofibers and nanocoatings towards tissue cells during in-vivo exposure was also demonstrated, making them safe for use in implant devices.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제38권8호
• /
• pp.875-880
• /
• 2014

최근에, 3 차원 인공지지체와 나노섬유는 골 조직 재생을 위해 개발되고 있다. 본 연구에서는, 나노-마이크로 정밀 분사 시스템을 이용하여 하이브리드 인공지지체를 제작하였다. 하이브리드 인공지지체는 마이크로 인공지지체와 나노섬유가 결합하여 제작되었으며, 마이크로 인공지지체와 나노섬유를 얻기 위해 자유 형상 제작 기술과 전기방사 기법이 사용되었다. 마이크로 인공지지체는 정밀한 공극을 고려하여 CAD/CAM 데이터 따라 자유 형상 제작 기술에 의해 제작되었으며, 제작 공정은 $100^{\circ}C$의 온도, 평균 650 kPa의 압력, 그리고 250 mm/sec의 Z 축 이송속도가 적용되었다. 그리고 전기방사법을 통하여 나노섬유를 제작함에 있어서 본 시스템에 적용한 공정 조건은, 5 kV의 전압, 0.1 ml/min의 유량, 그리고 1 mm의 노즐 팁과 콜렉터와의 거리로 설정하였다. 제작된 하이브리드 인공지지체는 MG-63 세포를 이용하여 세포 증식 실험을 진행하였다.

• 한국의류학회지
• /
• 제38권3호
• /
• pp.372-385
• /
• 2014

Lignin is an abundant natural polymer in the biosphere and second only to cellulose; however, it is under-utilized and considered a waste. In this study, lignin was fabricated into nanofibers via electrospinning. The critical parameters that affected the electrospinnability and morphology of the resulting fibers were examined with the aim to utilize lignin as a resource for a new textile material. Poly(vinyl alcohol) (PVA) was added as a carrier polymer to facilitate the fiber formation of lignin, and the electrospun fibers were deposited on polyester (PET) nonwoven substrate. Eleven lignin/PVA hybrid solutions with a different lignin to PVA mass ratio were prepared and then electrospun to find an optimum concentration. Lignin nano-fibers were electrospun under a variety of conditions such as various feed rates, needle gauges, electric voltage, and tip-to-collector distances in order to find an optimum spinning condition. We found that the optimum concentration for electrospinning was a 5wt% PVA precursor solution upon the addition of lignin with the mass ratio of PVA:lignin=1:5.6. The viscosity of the lignin/PVA hybrid solution was determined as an important parameter that affected the electrospinning process; in addition, the interrelation between the viscosity of hybrid solution and the electrospinnability was examined. The solution viscosity increased with lignin loading, but exhibited a shear thinning behavior beyond a certain concentration that resulted in needle clogging. A steep increase in viscosity was also noted when the electrospun system started to form fibers. Consequently, the viscosity range to produce bead-free lignin nanofibers was revealed. The energy dispersive X-ray analysis confirmed that lignin remained after being transformed into nanofibers. The results indicate the possibility of developing a new fiber material that utilizes biomass with resulting fibers that can be applied to various applications such as filtration to wound dressing.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제42권6호
• /
• pp.700-707
• /
• 2014

본 연구에서는 고온증기 및 오존처리 전처리 후, 습식 고전단 해섬하여 국내산 잣나무로부터 리그노셀룰로오스 나노섬유를 제조하였다. 고온증기 및 오존 전처리에 의해 헤미셀룰로오스 및 리그닌 성분은 각각 약 40%, 42%의 감소효과를 보였으며, 무처리 목분에 비교하여 습식 고전단 해섬처리 시간이 증가함에 따라 섬유의 직경이 더욱 크게 감소하였으며, 좁은 치수분포를 나타냈다. 두 전처리 후 얻어진 리그노셀룰로오스 나노섬유는 평균직경이 각각 19 nm 및 12 nm로 매우 가느다란 것으로 관찰되었다. 얻어진 리그노셀룰로오스 나노섬유를 폴리우레탄 폴리머의 강화필러로 첨가한 결과, 첨가량 및 해섬처리 시간이 증가함에 따라 복합재료의 인장강도와 탄성율이 증가하였다. 특히, 두 전처리 후 얻어진 리그노셀룰로오스 나노섬유의 경우가 전처리하지 않은 경우에 비해 복합재료의 인장강도 특성을 더 향상시키는 것을 알 수 있었다.

• 센서학회지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2011

Undoped and Sb-doped $SnO_2$ nanofibers were prepared by electrospinning and their responses to $H_2$, CO, $CH_4$, $C_3H_8$, and $C_2H_5OH$ were measured. In the undoped $SnO_2$ nanofibers, the gas response ($R_a/R_g$, $R_a$: resistance in air, $R_g$: resistance in gas) to 100 ppm $C_2H_5OH$ was very high(33.9), while that to the other gases ranged from 1.6 to 2.2. By doping with 2.65 wt% Sb, the response to 100 ppm $C_2H_5OH$ was decreased to 4.5, whereas the response to $H_2$ was increased to 3.0. This demonstrates the possibility of detecting a high $H_2$ concentration with minimum interference from $C_2H_5OH$ and the potential to control the gas selectivity by Sb doping.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제48권6호
• /
• pp.673-678
• /
• 2010

본 연구에서는 탄소지지체로 활성탄소를 주요재료로 사용하고 여기에 그라파이트 나노섬유(graphite nanofibers)를 함량별로 혼합시킨 후, 백금전구체를 포함하는 용액에 분산시키고, 화학적인 환원반응을 통해서 백금입자를 담지하여 제조하였다. 첨가하는 GNF의 함량을 조절하면서, 백금입자의 결정 크기와 담지함량을 제어할 수 있었다. GNF 함량이 15 wt%인 혼합지지체를 사용한 백금입자의 경우, 최대의 전기활성 특성을 나타내었다. 또한, GNF 함량을 0%에서 15%로 증가시킴에 따라 전기전도도가 $10^{-4}S/cm$에서 $10^{-1}S/cm$로 증가하였다. 첨가제 GNF를 10%까지 도입한 경우, 백금입자의 전기활성은 크게 증가하는 경향을 보이지만, 15%에서는 그 증가경향이 작아져서 포화되는 현상이 보였다. 이런 결과는 전기활성도의 변화가 혼합지지체의 전기전도도 변화와 백금이 담지된 함량, 그리고, 담지형태와 관련성이 있음을 알 수 있었다.

• 폴리머
• /
• 제37권5호
• /
• pp.592-599
• /
• 2013

Polyacrylonitrile(PAN) 고분자 용액으로부터 전기방사된 고분자 나노섬유를 다양한 농도의 KOH 용액을 이용하여 다공성 나노탄소섬유를 제조하였으며, 그에 따른 세공 구조 및 이산화탄소 흡착 특성을 평가하였다. PAN 용액으로부터 제조된 활성나노탄소섬유는 KOH 활성화 농도가 증가함에 따라 섬유 직경이 감소하였으며, 표면의 산소관능기가 증가하는 경향을 보였다. 또한 질소 흡착에 따른 세공특성을 분석한 결과 KOH 활성화 농도 증가에 따라 활성나노탄소섬유의 비표면적이 증가하고, 미세공은 4 M KOH로 활성화한 나노탄소섬유가 가장 많았으며, 중간세공은 8 M KOH로 활성화한 활성나노탄소섬유가 가장 많았다. 또한 0, $25^{\circ}C$에서 KOH 활성화제의 농도가 BET 및 XPS에서 나타난 것처럼 이산화탄소 흡착을 강화시키도록 세공 및 표면 특성에 영향을 주었다.

• 폴리머
• /
• 제33권4호
• /
• pp.307-312
• /
• 2009

전기방사법으로 식물성 폴리페놀을 함유하는 PHBV 나노섬유를 제조하였으며, 얻어진 나노섬유의 평균직경은 340-450 nm였다. 폴리페놀의 첨가에 의해 나노섬유의 직경이 증가하였으며 폴리페놀의 첨가량도 나노섬유의 직경 변화에 영향을 미쳤다. 이는 PHBV와 폴리페놀 사이의 수소결합에 기인하는 것으로 확인되었다. 제조된 나노섬유를 이용한 ATR-FTIR 분석 결과 PHBV와 폴리페놀 사이에 수소결합이 존재하는 것을 확인할 수 있었고, XRD 분석 결과 폴리페놀의 첨가에 의해 PHBV 나노섬유의 결정성이 높아졌다. 이들 폴리페놀을 함유하는 나노섬유는 우수한 항균특성을 보였다.