• Title/Summary/Keyword: 나노코팅

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규산나트륨을 이용한 졸-겔 구형 $SiO_2$ 나노졸 합성 연구

  • Gwon, Il-Jun;Park, Seong-Min;Kim, Myeong-Sun;Sim, Ji-Hyeon;Yeom, Jeong-Hyeon
    • Proceedings of the Korean Society of Dyers and Finishers Conference
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    • 2012.03a
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    • pp.111-111
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    • 2012
  • 나노테크놀로지는 종래의 가공으로는 얻기 힘들었던 섬유가공 효과를 간단하게 할 수 있는 기술이다. 현재 각국의 기능성 나노 가공제를 섬유에 응용하는 나노 테크놀로지는 현재 공업 생산되고 있는 면, 모, 견 등의 천연섬유 및 polyester, Nylon 등의 합성섬유의 원단에 적용하는 데서 출발하고 있다. 이러한 나노기술은 기존의 설비와 물을 사용하는 것이 큰 특징이고, 특별한 기계장치가 필요하지 않으며, 소규모의 실험장비만 있어도 현장투입이 가능한 나노입자의 제조가 가능하기 때문에 대량생산이 용이하고 설비투자는 원칙적으로 필요하지 않는다. 또한, 나노입자의 분산을 제대로 시키면 그 사이즈가 빛의 가시광선 영역의 파장(400~800nm)에 비해 절반 수준이하 크기의 입자가 대부분을 차지하기 때문에 염색성, 태의 변화가 적어 앞으로 더욱더 나노테크놀로지에 의한 가공이 확대될 것이 예상된다. 특히 유 무기 하이브리드 재료는 용액상태에서 제조되기 때문에 용액 코팅공정의 적용이 가능하여 다양한 코팅에 적극적으로 활용되고 있다. 또한 코팅공정 온도가 상대적으로 낮아서, 유기물의 기능성 발현이 용이하며, 섬유가공에 그대로 적용이 가능하고, 섬유고분자와 내구성 있게 직접 결합이 되어 실용성이 높다 할 수 있다. 또한 나노졸의 형성 시, 혹은 나노졸에 기능성 물질을 첨가함으로서 나노졸과 기능성 물질을 복합화하여 섬유상에 부여하는 것도 가능하다. 최근에 실리카졸의 형성과 성장에 관한 연구는 졸-겔 기술의 발전과 해석 및 상용화에 집중되어 있다. 규산나트륨과 황산 또는 염산을 사용하여 실리카를 생성하는 공정은 tetraethoxysilane (($Si(OC_2H_5)_4$, (TEOS))를 이용하여 합성하는 방법과 달리 대량의 실리카를 경제적으로 생산하는데 방법으로 널리 연구되고 있지만, 많은 연구가 수행되었음에도 불구하고 실리카 졸의 특성, 성장, 제조에 대한 충분한 이해가 이루어 지지 않고 있어, 아직까지 나노크기의 입자를 제조하는 공정에 대해서는 경제성, 효율성, 품질의 균일성이 떨어지는 것이 현실이다. 따라서 본 연구에서는 앞서 연구된 졸-겔 합성기술과 저렴한 원료인 규산나트륨을 이용하여 보다 간단하고 경제적인 방법으로 고부가가치의 다양한 실리카 나노졸을 제조할 수 있는 연구를 하고자 하였다. 이를 위해 규산나트륨 수용액의 특성, 핵 생성에 필요한 규산나트륨 수용액의 산화반응 특성, 그리고 출발용액의 졸겔 반응을 기초로 하여 실리카 졸 형성에 대한 반응물질의 혼합방법, 반응온도, 반응물의 농도, pH등이 최종 실리카 나노졸 제품의 입자 크기와 모양 등에 미치는 영향을 조사하려고 하며 이를 토대로 다양한 크기와 특성을 가진 실리카 나노졸을 제조하였다.

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Enhancement of Electrochemical and Mechanical Properties of 3D Graphene Nanostructures by Dopamine-coating (도파민 코팅을 이용한 3차원 그래핀 나노 구조체의 전기화학적/기계적 특성 향상 연구)

  • Lee, Guk Hwan;Luan, Van Hoang;Han, Jong Hun;Kang, Hyun Wook;Lee, Wonoh
    • Composites Research
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    • v.32 no.6
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    • pp.388-394
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    • 2019
  • Inherited the excellent electrical and mechanical properties based on the low dimensional structure of graphene, three-dimensional graphene nanostructures have gathered great attention as electrochemical energy storage electrodes owing to their high porosity and large specific surface area. Also, having the catecholamine structure, dopamine has been regarded as a multifunctional material to possess high affinity to various organic/inorganic materials and to modify a hydrophobic surface to a hydrophilic one. In this work, through coating dopamine on the three-dimensional graphene nanostructure, we tried to increase the specific capacitance by enhancing the wettability with electrolyte and to improve the mechanical compressive property by strengthening the nano-architecture. As a result, the dopamine-coated nanostructure exhibited significant improvement on the specific capacitance (51.5% increase) and compressive stress (59.6% increase).

Gold Nanonetworks on a Flexible Polyimide Substrate (유연성 폴리이미드 기판 위의 금 나노망)

  • Kim, Hyonwoong;Baik, Kwang Hyeon;Kim, Jihyun;Jang, Soohwan
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.51 no.2
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    • pp.292-295
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    • 2013
  • By using a simple solution based method, gold nanonetworks which are randomly distributed gold nanowires arrays were synthesized. After APTMS (3-aminopropyltrimethoxysilane) treatment, adhesion of gold nanonetworks with 10-15 nm diameters to the substrate was greatly enhanced. Density of gold nanonetworks increased with number of coating, and uniformly coated nanonetworks were connected physically and electrically. Gold nanonetworks deposited on the flexible polyimide substrate shows constant electrical conductivity for physical bending of the substrate.

Assembly of $Fe_2O_3$ Nanoparticles into Anodic Aluminum Oxide Templates by Dip-Coating Process (AAO 기판에 Dip-coating 공정을 이용한 $Fe_2O_3$ 나노입자들의 단일층 형성)

  • Seo, Il;Kim, Kwang-Su;Kim, Jung-Min;Lee, Hyun Ho;Yoon, Tae-Sik;Kim, Yong-Sang
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2008.07a
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    • pp.1232-1233
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    • 2008
  • 딥 코팅 공정을 통하여 콜로이드 $Fe_2O_3$ 나노입자의 단일층을 다공성의 AAO (Anodic Aluminum Oxide) 기판에 형성하였다. 나노입자의 평균 사이즈는 20 nm이고, 각각의 나노입자는 올레익 산(oleic acid) 으로 둘러싸여 옥탄(octane) 용액 안에 분산되어있다. AAO 기판은 알루미늄에 높은 균일성과 고밀도의 기공(pore) 형성을 위해 두 단계 양극산화공정을 통해 제작하였다. AAO 기공의 지름은 ${\sim}$30에서 100 nm 이고, 딥 코팅 공정의 속도는 0.1 mm/sec 로 하여 AAO의 나노기공 안에 나노입자의 단일층을 성공적으로 형성시켰다.

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Deterioration and Contamination of Insulators by Forest Fire (절연용 PAI-MCS-A 나노하이브리드 에나멜의 제조와 전기적특성)

  • Han, Se-Won;Han, Dong-Hui;Kim, Seok-Jun;Jang, Hye-Mi;Gang, Dong-Pil;Choi, In-Hyuk;Lee, Dong-Ill;Min, Bung-Uk
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2008.06a
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    • pp.277-278
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    • 2008
  • 에너지절약에 대한 중요성과 관심으로 효율을 높이고 인버터 구동에 대한 서지내구성이 강화된 전동기용 절연소재의 개발에 관심이 커지고 있다. 최근 나노기술의 발달로 전동기용 에나멜 절연재에 나노입자를 강화하여 성능과 효율의 향상이 크게 개선되고 있다. 본 연구에서는 졸겔 제조법으로 PAI-MCS-A계 나노 하이브리드형 에나멜을 제조하여 기존 수지와의 전기적 특성을 비교 분석하였다. 강화입자로 선택한 나노 MCS 의 조성을 최대 30wt% 범위에서 메트릭스 수지와의 상안정성이 확인되었다. 특히 내아크성, 트래킹 시험에서 우수한 내구성이 나타났으며 이는 전동기용 에나멜 및 전력용 절연코팅용으로 사용이 기대된다. 전기적 절연, 섬락, 누설전류 등에 영향을 미치는 K, Na 값이 기존 다른 연구보고와 유사한 값을 가지고 있는 것을 확인하였다.

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Manufacture and Electrical Properties of PAI-MCS-A Nano-hybrid Enamel for Insulation (절연용 PAI-MCS-A 나노하이브리드 에나멜의 제조와 전기적특성)

  • Han, Se-Won;Han, Dong-Hee;Kim, Suk-Jun;Jang, He-Mi;Kang, Dong-Pil
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2008.06a
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    • pp.497-498
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    • 2008
  • 에너지절약에 대한 중요성과 관심으로 효율을 높이고 인버터 구동에 대한 서지내구성이 강화된 전동기용 절연소재의 개발에 관심이 커지고 있다. 최근 나노기술의 발달로 전동기용 에나멜 절연재에 나노입자를 강화하여 성능과 효율의 향상이 크게 개선되고 있다. 본 연구에서는 졸겔 제조법으로 PAI-MCS-A계 나노 하이브리드형 에나멜을 제조하여 기존 수지와의 전기적 특성을 비교 분석하였다. 강화입자로 선택한 나노 MCS의 조성을 최대 30wt% 범위에서 메트릭스 수지와의 상안정성이 확인되었다. 특히 내아크성, 트래킹 시험에서 우수한 내구성이 나타났으며 이는 전동기용 에나멜 및 전력용 절연코팅용으로 사용이 기대된다.

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Fabrication and Microstructure of Metal-Coated Carbon Nanofibers using Electroless Plating (무전해 도금을 이용한 금속 코팅된 탄소나노섬유의 제조 및 미세조직)

  • Park, Ki-Yeon;Yi, Sang-Bok;Kim, Jin-Bong;Lee, Jin-Woo;Lee, Sang-Kwan;Han, Jae-Hung
    • Composites Research
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    • v.20 no.5
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    • pp.43-48
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    • 2007
  • The absorption and the interference shielding of electromagnetic wave have been very important issues for commercial and military purposes. The stealth technique is one of the most typical applications of electromagnetic wave absorption technology. This study has started for the development of composite fillers containing dielectric and magnetic lossy materials. To improve the electromagnetic characteristics of conductive nano fillers, carbon nanofibers (CNFs) with nickel-phosphorous (Ni-P) or nickel-iron (Ni-Fe) have been fabricated by the electroless plating process. Observations by the electron microscopy (SEM/TEM) and element analyzer (EDS/ELLS) showed the uniform Ni-P and Ni-Fe coated CNFs. The compositions of the plating layers were about Ni-6wt%P and Ni-70wt%Fe, respectively. The average thicknesses of the plating layers were about $50\;{\sim}\;100\;nm$.

Sorption of Arsenite Using Nanosized Mackinawite (FeS)-Coated Silica Sand (나노 크기 매킨나와이트로 코팅된 규사를 이용한 아비산염의 흡착)

  • Lee, Seungyeol;Kang, Jung Chun;Park, Minji;Yang, Kyounghee;Jeong, Hoon Young
    • Journal of the Mineralogical Society of Korea
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    • v.25 no.4
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    • pp.185-195
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    • 2012
  • Due to the high reduction and sorption capacity as well as the large specific surface area, nanosized mackinawite (FeS) is useful in reductively transforming chlorinated organic pollutants and sequestering toxic metals and metalloids. Due to the dynamic nature in its colloid stability, however, nanosized FeS may be washed out with the groundwater flow or result in aquifer clogging via particle aggregation. Thus, these nanoparticles should be modified such as to be built into permeable reactive barriers. This study employed coating methods in efforts to facilitate the installation of permeable reactive barriers of nanosized mackinawite. In applying the methods, nanosized mackinawite was coated on non-treated silica sand (NTS) and chemically treated silica sand (CTS). For both silica sands, the maximum coating of mackinawite occurred around pH 5.4, the condition of which was governed by (1) the solubility of mackinawite and (2) the surface charge of both silica and mackinawite. Under this pH condition, the maximum coating by NTS and CTS were found to be 0.101 mmol FeS/g and 0.043 mmol FeS/g respectively, with such elevated coatings by NTS likely linked with impurities (e.g., iron oxides) on its surface. Arsenite sorption experiments were performed under anoxic conditions using uncoated silica sands and those coated with mackinawite at the optimal pH to compare their reactivity. At pH 7, the relative sorption efficiency between uncoated NTS and coated NTS changed with the initial concentration of arsenite. At the lower initial concentration, uncoated NTS showed the higher sorption efficiency, whereas at the higher concentration, coated NTS exhibited the higher sorption efficiency. This could be attributed to different sorption mechanisms as a function of arsenite concentration: the surface complexation of arsenite with the iron oxide impurity on silica sand at the low concentration and the precipitation as arsenic sulfides by reaction with mackinawite coating at the high concentration. Compared to coated NTS, coated CTS showed the lower arsenite removal at pH 7 due to its relatively lower mackinawite coating. Taken together, our results indicate that NTS is a more effective material than CTS for the coating of nanosized mackinawite.