• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권6호
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• pp.819-825
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• 2018

본 연구는 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 중공입자로 구성된 다공성 1차원 나노구조체를 전기방사 공정 및 두단계의 후 열처리 과정을 통해 주형법과 커켄달 효과를 동시 적용하여 합성했다. 열처리 과정 중, 수 nm의 치밀한 Fe 금속입자는 커켄달 효과에 의해 중공구조를 갖는 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 입자로 최종 변환되었다. 또한, 전기방사 용액에 첨가한 PS 나노비드는 첫 열처리 과정 중 분해되어 구조체 내 수많은 기공을 형성, 환원 및 산화를 위한 가스들이 구조체 내부로 원활히 침투될 수 있는 역할을 했다. 최종 생성물인 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 중공입자로 구성된 다공성 1차원 구조체를 리튬 이차전지의 음극활물질로 적용한 결과, $1.0A\;g^{-1}$의 높은 전류밀도에도 불구하고 30 사이클 후 $776mA\;h\;g^{-1}$의 높은 방전 용량을 나타냈다. 이와 같은 우수한 리튬 저장특성은 본 구조체를 구성하는 중공형 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 입자와 입자들 사이의 나노기공으로부터 기인한 결과이다. 본 연구에서 제안한 중공 입자로 구성된 다공성 1차원 나노구조체 합성 방법은 다양한 전이금속 화합물 조성에 적용 가능하므로 에너지 저장 분야를 포함한 여러 분야에 응용 가능하다.

• 공업화학
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• 제21권5호
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• pp.495-499
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• 2010

본 연구에서는 대량 생산 가능한 센서 전극의 생화학 센서 전극 개발을 위하여 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)를 복합재료화 공정에 의하여 필름과 나노웹 형태의 벌크 재료로 제작한 후, 이들 전극의 넓은 표면적과 뛰어난 화학적 흡착성을 이용하여 화학적 검출 대상에 노출이 되었을 때 이들로 인한 센싱 특성을 연구하였다. CNT 기반 벌크 전극으로 제작하기 위하여 Nafion을 기저재료로 하는 필름과 PAN 기반의 나노 파이버를 전기방사법에 의하여 제작을 한 후 이들 전극의 화학적 영향에 의한 전기적인 특성 변화 실험을 위하여 버퍼 용액의 정전용량에 대한 전기적 임피던스 요소 값인 저항과 정전용량의 변화를 LCR 계측기로 측정하였다. 생화학센서용 전극으로서 CNT벌크전극의 임피던스 변화 형태가 복합소재 전극의 기저재료에 따라 달리 나타났으며 일정량의 버퍼용액 투여 후에는 변화가 없는 포화 상태의 응답을 보였으며 특히, 정전용량이 저항에 비하여 상대적으로 급격하게 큰 변화를 보여 높은 감도 특성을 지니고 있음이 조사되었다. 이들의 전기적인 특성변화는 버퍼 용액의 화학적 성분들이 전극에 흡수 된 후에 CNT에 흡착이 되어 이들의 전기적인 특성을 변화 시키는 것으로 추론된다.

• Carbon letters
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• 제12권4호
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• pp.236-242
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• 2011

The oxyfluorination effects of activated carbon nanofibers (OFACFs) were investigated for $CO_2$ storage. Electrospun CFs were prepared from a polyacrylonitrile/N,N-dimethylformamide solution via electrospinning and heat treatment. The electrospun CFs were chemically activated in order to generate the pore structure, and then oxyfluorination was used to modify the surface. The samples were labeled CF (electrospun CF), ACF (activated CF), OFACF-1 ($O_2:F_2$ = 7:3), OFACF-2 ($O_2:F_2$ = 5:5) and OFACF-3 ($O_2:F_2$ = 3:7). The functional group of OFACFs was investigated using X-ray photoelectron spectroscopy analysis. The C-F bonds formed on surface of ACFs. The intensities of the C-O peaks increased after oxyfluorination and increased the oxygen content in the reaction gas. The specific surface area, pore volume and pore size of OFACFs were calculated by the Brunauer-Emmett-Teller and density functional theory equation. Through the $N_2$ adsorption isotherm, the specific surface area and pore volume slightly decreased as a result of oxyfluorination treatment. Nevertheless, the $CO_2$ adsorption efficiency of oxyfluorinated ACF improved around 16 wt% due to the semi-ionic interaction effect of surface modificated oxygen functional groups and $CO_2$ molecules.

• 한국세라믹학회지
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• 제46권6호
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• pp.648-652
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• 2009

Ceramic fiber separator is the promising material for thermal battery system because it reduces the production cost and offers the potential to a new application compared to a pellet type electrolyte. The electrolyte separator for thermal battery should be easily handled and loaded a large amount of the molten lithium salt. Ceramic fibers were used as an electrolyte separator and the lithium based molten salts were infiltrated into the ceramic filters. Leakage of molten salt (several lithium salts) leads to short-circuit during the thermal battery operation. In this study, a uniform and fine SiOC mat with fibers ranging from 1 to 3 ${\mu}m$ was obtained by electrospinning of polycarbosilane and pyrolysis. The optimum spinning conditions for obtaining fine diameters of SiOC fiber were controlled by the solution composition and concentration, applied voltage and spinning rate, release rate by porosity. The pore structures of the ceramic filter and the melting properties of the lithium salts affected to the electrolyte loading and leakage. The importance of the fiber size and porosity and their control was discussed and the mechanical properties were also discussed.

• 폴리머
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• 제36권4호
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• pp.434-439
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• 2012

이온성 고분자-금속 복합체(ionic polymer-metal composite, IPMC) 구동기의 구동성능 향상을 위해 전기방사를 통해 제조된 나피온/전도성 나노입자 웹을 나피온 필름의 양면에 접합시켜 전해질막을 개질하였다. 전도성 나노입자는 다층탄소나노튜브(multiwalled carbon nanotube, MWNT)와 은 나노입자가 사용되었으며, 이를 각각 나피온 용액에 분산시켜 전기방사하였다. 개질된 IPMC는 향상된 구동변위, 응답속도 및 구동력을 나타내었으며 은 나노입자에 비해 MWNT가 더욱 뛰어난 구동변위와 구동력을 유도하였고, 전도성 나노입자가 포함되지 않은 전기방사 웹을 적용한 경우에도 성능향상이 관찰되었다. 제조된 IPMC의 우수한 구동성능은 전기방사 웹의 다공성에 의한 전해액 이동의 용이성, 고분산된 전도성 나노입자에 의해 유도된 높은 전기용량 및 낮은 전극 저항 때문인 것으로 분석되었다.

• 폴리머
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• 제32권5호
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• pp.409-414
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• 2008

전기방사법으로 이온염을 함유하는 TFE/증류수 혼합용매를 이용하여 젤라틴 나노섬유를 제조하였으며, 얻어진 나노섬유의 평균직경은 $110{\sim}125\;nm$였다. 이온염의 농도가 증가할수록 비드의 발생이 줄어들고 균일한 나노섬유 제조가 가능하였다. 이는 이온염의 첨가에 의한 젤라틴 용액의 점도 및 전도도가 증가함에 기인하는 것으로 확인되었다. 특히 일가이온보다 이가이온을 사용할 경우 점도 및 전도도의 증가에 더 효과적이었으며 이들 이온염은 분자간 소수성 상호작용뿐만 아니라 젤라틴 분자의 입체구조 정렬에도 영향을 주었다. 그러나 이온염 농도에 따른 나노섬유의 직경변화는 관찰되지 않았다. 제조된 나노섬유를 이용한 XRD분석 결과 이온염의 농도가 증가할수록 젤라틴 분자의 재결정화에 의해 나노섬유의 결정화도가 높아졌다.

• 폴리머
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• 제39권2호
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• pp.323-328
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• 2015

졸-젤법을 이용한 전기방사법과 캐스팅법으로 폴리(${\varepsilon}$-카프로락톤)(PCL) 나노섬유와 PCL/실리카 막을 각각 제조하였다. 용매에 N,N-dimethylformamide(DMF)를 혼합한 경우 부드럽고 연속적인 PCL 나노섬유가 제조되었다. PCL 기지상에 tetraethyl orthosilicate(TEOS) 농도가 0에서 40 vol%로 증가함에 따라 PCL/silica의 강도는 12에서 8MPa로 감소하였지만, 7주까지 phosphate buffered saline solution(PBS) 침지에 따른 강도값의 변화는 없었다. 실리카 첨가에 따른 인장강도의 감소는 기공도의 증가에 기인하였다. PCL/실리카 막의 결정구조는 사방정계로 실리카 농도가 0에서 40 vol%로 증가함에 따라 crystallite 크기는 57에서 18 nm로 감소하였다. 세포독성 실험결과, PCL/실리카는 시편의 수축 및 변형이 없고, 검체 주위에서 변색이나 L-929 세포의 이상이 관찰되지 않는 무독성이었다.