• Polymer(Korea)
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• v.37 no.3
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• pp.342-346
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• 2013

In this study, it was attempted to disperse carbon nanotubes (CNTs) in a polymer matrix using a twin-screw extruder which was good for dispersing fillers of micron sizes but not suitable for dispersing nanometer-sized materials. Improved dispersion of CNTs could be achieved by the addition of inorganic fillers with different geometrical shapes. An increase in the matrix viscosity provided a high shear stress on aggregated CNTs, leading to a good dispersion of CNTs. The presence of the inorganic fillers was supposed to suppress the re-aggregation of CNTs in the regions where a lower shear stress was applied. As a result, the CNTs dispersion was well stabilized.

• Journal of the korean academy of Pediatric Dentistry
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• v.32 no.1
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• pp.7-12
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• 2005

The objective of this study was to evaluate the effects of nanofiller content on the microhardness and polymerization of experimental microhybrid composites. The nanofiller contorts in the experimental composites were varied (0%, 1%, 2%, 3%), while the total filler content remained constant as 76%wt. We obtained the following results: 1. The microhardness of the top surface for the 2% 3% nanofilled microhybrid composites were significantly higher than those for the 0%, 1% nanofilled composites (p<0.05), but the difference was not great. 2. The microhardness of the bottom surfaces significantly increased with an increase in the nanofiller level (p<0.05), except between the 2% and 3% nanofilled groups (P>0.05). 3. As the nanofiller level increased, the difference between microhardness of top and bottom surfaces significantly decreased (p<0.05), except between 2% and 3% nanofilled groups (p>0.05).

• Elastomers and Composites
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• v.52 no.2
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• pp.114-130
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• 2017

Enhancing the properties of rubber, such as the tensile strength, modulus, and wear abrasion, by the addition of carbon black and silica as fillers is very important for improving the performance of rubber products. In this review, we summarize the general features of 'the reinforcement of rubber by fillers' and the equations for representing the reinforcement phenomena. The rubber reinforcement was attributed to enhancement of the following: the rubber, bound rubber, formation of networks, and combination between rubber chains and silica followed by entanglement. The reinforcement capability of silica species with different surface and networked states demonstrated the importance of the connection between the silica particles and the rubber chains in achieving high reinforcement. The model involving combination followed by entanglement can provide a plausible explanation of the reinforcement of rubber by carbon black and silica because the combination facilitates the concentration of rubber chains near the filler particles, and entanglement of the rubber chains around the filler particles enforces the resistance against deformation and breakage of rubber compounds, resulting in high reinforcement.

• Elastomers and Composites
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• v.46 no.2
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• pp.112-117
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• 2011

Recently, high growth potential of barrier materials industry including high performance packing materials was expected with increasing the national income and well-being culture. As high barrier materials, polymer nanocomposites have considerable attractions due to their excellent physical properties compared to conventional composite materials. In general, polymer nanocomposites were consisted of polymer matrix and inorganic fillers, such as layered silicate, carbon nanotubes, and metal- or inorganic nanoparticles. Among these materials, layered silicate which was called as the clay was usually used as nano-fillers because of naturally abundant and most economical and structural properties. Clay-reinforced polymer nanocomposites have various advantages, such as high strength, flammability, gas barrier property, abrasion resistance, and low shrinkage and used for automotive and packing materials. Therefore, in this paper, we focused on the need of gas barrier materials and materials-related technologies.

• Elastomers and Composites
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• v.44 no.1
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• pp.22-33
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• 2009

Recently, elastomer-nanocomposites reinforced with low volume fraction of nanofillers have attracted great interest due to their fascinating properties. The incorporation of nanofillers, such as, layered silicate clays, carbon nanotubes, nanofibers, calcium carbonate, metal oxides or silica nanoparticles into elastomers improves significantly their mechanical, thermal, dynamic mechanical, barrier properties, flame retardancy, etc. The properties of nanocomposites depend greatly on the chemistry of polymer matrices, nature of nanofillers, and the method in which they are prepared. The uniform dispersion of nanofillers in elastomer matrices is a general prerequisite for achieving desired mechanical and physical characteristics. In this paper, current developments in the field of elastomer nanocomposites reinforced with layered silicates, silica, carbon nanotubes, nanofibers and various other nanoparticles have been addressed.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.290.2-290.2
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• 2013

X-선 튜브는 의료 영상 및 치료, 산업용 제전 장치, 비파괴 X-선 영상 장치 등에서 사용되는데 기존의 열전자원을 이용한 X-선 튜브와는 달리, 냉음극형 X-선 튜브는 빠른 속도의 디지털 구동이 가능하며 전력 소비가 낮은 장점이 있다. 따라서, 최근 많은 연구자들에 의해서 냉음극형 X-선 튜브에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 냉음극형 X-선 튜브는 전계 방출을 이용한 전자원을 사용하며, 탄소나노튜브 (CNT), Si, 다양한 종류의 나노선 등이 대표적이다. 그 중에서 CNT는 높은 종횡비로 인해 전계 방출 특성이 우수하여 가장 대표적인 물질이다. CNT를 이용한 전자원을 제작하기 위해서는 직접 성장법, 전기영동법, 스크린 프린팅법, 디핑법 등 다양한 방법이 존재한다. 직접 성장법을 제외한 방법들은 모재료인 CNT와 용매, 금속재료들을 섞어 페이스트나 수용액의 상태를 제작하여야 한다. 이 때, 금속 재료는 기판과 CNT간의 접착 및 전자 전도 통로의 역할을 하는 무기 충전제이며 일반적으로 나노 혹은 수 마이크로미터 크기의 상태로 존재하는 것을 주로 사용한다. X-선 튜브 제작은 일반적으로 외벽을 유리 혹은 세라믹을 주로 사용하는데 아노드 전극 및 캐소드 전극 등과 결합하여 진공 밀봉된 형태가 되어야 한다. 브레이징 방법은 금속과 세라믹을 결합하는데 매우 유용한 방법이며, 그 중에서도 진공 브레이징 방법은 다량의 부품을 한 번에 결합시킬 수 있다. 하지만 진공 브레이징 공정의 온도는 약 $700{\sim}1,000^{\circ}C$이며 이는 금속 재료가 충분히 증발할 수 있는 온도가 된다. 본 발표에서는 고온 진공 상태에서의 무기 충전제의 증발에 대한 현상을 관찰하고 고온진공 상태에서 증발없이 무기 충전제로의 역할을 할 수 있도록 다양한 금속 및 합금에 대한 연구를 수행하였다. 또한, 이 연구를 통해 선택된 무기 충전제를 포함하여 CNT 페이스트를 볼밀링 방법을 이용하여 제작하였으며, 이를 이용한 CNT 에미터가 X-선 튜브의 전자원으로 사용될 수 있는지 확인하기 위해 전계 방출 실험을 함께 실시하였다. 제작된 CNT 에미터가 우수한 전계 방출 특성을 가지고 있음을 확인하였으며, 이는 본 연구를 통해 선택된 금속 및 합금 재료가 무기 충전제로의 역할을 잘 수행하고 있음을 보여준다.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 2002.04a
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• pp.171-172
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• 2002

나노미터 규모의 작은 충전제 입자는 마이크로 미터 규모의 일반적인 충전제 입자에 비해서 많은 다른 점이 발견되어 왔다. 이 연구에서는 최근에 알게된 입경이 100nm 이하인 ZnO 입자가 radical 중합된 고분자의 열안정성을 향상시키는 현상을 보다 자세하게 연구한 것이다. HDPE, LDPE, LLDPE, PP 및 PS를 열분해가 아주 느리게 일어나는 낮은 RPM으로 Haake사의 Torque Rheometer의 internal mixer 안에서 녹인 후 평균입경 49nm인 ZnO 나노입자를 약4분간 충부히 분산되도록 혼합하고 50 RPM으로 혼합속도를 높여서 시간에 따른 Trque의 변화를 측정하므로써 열안정성 효과를 관찰하였다. (중략)

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.186.2-186.2
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• 2014

최근 친환경 에너지에 대한 관심이 증폭되면서 리튬이차전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 음극(anode) 물질의 경우 기존의 흑연(graphite)보다 이론적 용량이 약 10배 이상 높은 실리콘(Silicon)에 대한 관심이 매우 높다. 하지만 Si의 경우 리튬 충전거동 시 400% 이상의 부피팽창으로 몇 번의 충전/방전 싸이클(cycle)에 전극이 파괴되는 문제점을 지니고 있다. 이를 극복하기 위해 Si 나노선이 고려되고 있다. 우수한 전극특성을 갖는 Si 소재를 개발하기 위해서는 원자단위에서 Si 나노선의 리튬 충전 메커니즘을 살펴보는 것이 매우 중요하다. 하지만 기존의 시뮬레이션 기법으로는 Si 나노선의 볼륨팽창에 관한 메커니즘과 리튬 충전과정에서의 상변화(결정질에서 비정질) 과정을 설명하기는 기술적으로 매우 힘들다. 고전적인 분자동역학 방법의 경우 실제 나노스케일을 고려할 수 있지만, empirical potential로는 원자들간의 화학반응을 제대로 묘사할 수 없다. 한편 양자역학에 기반을 둔 제일원리방법의 경우 계산의 복잡성으로 현재의 컴퓨터 환경에서는 나노스케일에서 원자들의 동역학적인 거동을 연구하기 매우 힘들다. 우리는 이러한 문제를 해결하기 위해 실제 나노스케일에서 원자간 화학반응을 예측할 수 있는 Si-Li 시스템의 Reactive force field를 개발하였고, 분자동역학 계산방법을 이용하여 Si 나노선의 Li 충전 메커니즘을 규명하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.185-185
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• 2016

아크릴계 수지(resin)에 인조 흑연과 탄소나노튜브(carbon nanotube)를 1:1 비율로 혼합한 충전제(filler)와 용제(solvent) 및 기타 첨가제(additives)를 혼합하여 방열도료를 제조하여 수직방향 열전도도를 상온에서 평가하였다. 충전제의 함량을 1, 2, 5 중량 %로 변화시키며 원료들을 준비하여 교반기로 혼합한 뒤 3단 롤 밀(three roll mill)로 분산공정을 진행하여 3 종류의 도료를 제조하였다. 제조한 도료를 가로 11 mm, 세로 11 mm, 두께 0.4 mm의 Al 5052 알루미늄 기판에 스프레이 코팅 방식으로 도포한 후 $150^{\circ}C$에서 30분 동안 열경화 건조 과정을 거쳐 샘플을 제작하였다. 측정 시료의 형상은 대략적으로 Fig. 1과 같다. 열전도도는 식 $k={\alpha}{\cdot}C_p{\cdot}{\rho}$를 사용해서 계산된다. 여기서 k는 열전도도($W/m{\cdot}K$), ${\alpha}$는 열확산계수($mm^2/s$), $C_p$는 비열($J/kg{\cdot}K$), ${\rho}$는 밀도($g/cm^3$)를 나타낸다. 열확산계수는 독일 NETZSCH 사의 Laser Flash Analysis 장비(모델명 LFA 457)를 사용하여 측정하였는데, 기판 뒤쪽에서 레이저를 조사하고 도료층 전면에서 적외선 온도센서를 통해 시간에 따른 온도 상승곡선을 구한 후, 두 물체의 계면에서의 접촉 열저항(contact thermal resistance)을 감안하여 장비에 내장되어 있는 소프트웨어로 열확산계수가 계산된다. 비열은 같은 회사의 DSC(Differential Scanning Calorimetry) 200 F3 장비를 사용해 측정했으며, 밀도는 부피와 질량을 측정한 값을 이용하여 계산하였다. 도료를 도포하지 않은 bare Al plate에 대해서는 쉽게 열확산계수, 비열, 밀도를 측정하여 열전도도를 구할 수 있다. 도료가 코팅된 샘플에 대해서는 도료층을 일부 떼어내 비열을 측정하고, 밀도를 구한 후, 도료층의 열전도도가 2-layer 법으로 장비 내장 소프트웨어로 계산된다, 이때 Al 기판의 열확산계수, 비열, 밀도는 미리 측정한 bare Al plate의 값을 적용하였다. 실험 결과를 Table 1에 정리하였다. 흑연과 탄소나노튜브를 혼합한 충전제를 함유한 아크릴 복합체 박막에서 측정된 열전도도는 보통 고분자 재료의 열전도도 값의 상한 영역에 육박하는 값이며, 충전제 함량이 증가할수록 열전도도가 증가하는 경향을 보이고 있다.

• Journal of Adhesion and Interface
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• v.20 no.3
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• pp.116-126
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• 2019