• Korean Chemical Engineering Research
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• v.46 no.1
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• pp.7-14
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• 2008

Carbon nanotubes are considered as the most ideal nano filler in the field of composites with their excellent electrical, mechanical, and thermal properties. Therefore carbon nanotubes composites are increasingly utilized in conductive materials, structural material with high strength and low weight and multifunctional material. This review article describes recent research trend of carbon nanotubes synthesis, modification, various properties of the carbon nanotubes composites and their application. Furthermore the future development direction for the commercialization of carbon nanotubes composites is proposed.

• Elastomers and Composites
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• v.45 no.2
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• pp.80-86
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• 2010

Carbon nanotubes (CNTs) exhibit excellent mechanical, electrical, and magnetic properties as well as nanometer scale diameter and high aspect ratio, which make them an ideal reinforcing agent for high strength polymer composites. The functionalized CNTs are believed to be very promising in the fields such as preparation of functional and composite materials. CNT-Polymer composites are expected to have good processability characteristics of the polymer and excellent functional properties of the CNTs. However, since CNTs usually form stabilized bundles due to Van der Waals interactions, are extremely difficult to disperse and align in a polymer matrix. The biggest issues in the preparation of CNT-reinforced composites reside in efficient dispersion of CNTs into a polymer matrix, and the alignment and control of the CNTs in the matrix. There are several methods for the dispersion of nanotubes in the polymer matrix such as solution mixing, bulk mixing, melt mixing, in-situ polymerization and chemical functionalization of the carbon nanotubes, etc. These methods and preparation of high performance CNT-polymer composites are described in this review.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.202-202
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• 2012

유연성 투명 전도막은 현대 전자산업의 발전에 있어 필수적인 부품소재로서, 가시광선의 투과율이 80% 이상이고 면저항이 $100{\Omega}/sq.$ 전후이며 휘거나 접히고 나아가 두루마리의 형태로도 응용이 가능한 소재를 일컫는다. 이러한 유연성 투명 전도막은 차세대 정보디스플레이 산업 및 유비쿼터스 사회의 중심이 되는 유연성 디스플레이, 터치패널, 발광다이오드, 태양전지 등 매우 다양한 분야에 응용이 기대된다. 이러한 이유로 고 신뢰성 유연성 투명 전도막 개발기술은 차세대 산업에 있어서의 핵심기술로 인식되고 있다. 현재로서는 인듐 주석 산화물(indium tin oxide; ITO) 및 전도성 유기고분자를 사용하여 투명 전도막을 제조하고 있으나, ITO 박막의 경우 인듐 자원의 고갈로 인한 가격상승 및 기판과의 낮은 접착력, 열팽창계수의 차이로 인한 공정상의 문제, 산화물 특유의 취성으로 인한 유연소자로서의 내구성 저하 등의 문제가 제기되고 있다. 전도성 유기고분자의 경우는 낮은 전기전도도와 기계적강도, 유기용매 처리 등의 문제점이 지적되고 있다. 따라서 높은 전기전도도와 투광도 뿐만 아니라 유연성을 지니는 재료의 개발이 요구되고 있는 실정이다. 최근 이러한 재료로서 그래핀(graphene)과 탄소나노튜브(carbon nanotube; CNT)를 중심으로 하는 탄소나노재료가 주목받고 있으며 많은 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 열화학기상증착법(thermal vapor deposition; TCVD)으로 합성된 그래핀 및 CNT를 이용하여 탄소나노재료 복합체 기반의 유연성 투명 전도막을 제작하고 그 특성을 평가하였다. 그래핀과 CNT합성을 위한 기판으로는 각각 300 nm 두께의 니켈과 1 nm 철이 증착된 실리콘 웨이퍼를 이용하였으며, 원료가스로는 메탄(CH4)과 아세틸렌(C2H2)등의 탄화수소가스를 이용하였다. 그래핀의 경우 원료가스의 유량, 합성온도, 냉각속도를 변경하여 대면적으로 두께균일도가 높은 그래핀을 합성하였으며, CNT의 경우 합성시간을 변수로 길이 제어합성을 도모하였다. 합성된 그래핀은 식각공정을, CNT는 스프레이 증착공정을 통해 고분자 기판(polyethylene terephthalate; PET) 위에 순차적으로 전사 및 증착하여 탄소나노재료 복합체 기반의 유연성 투명 전도막을 제작하였다. 제작된 탄소나노재료 복합체 기반의 유연성 투명 전도막은 물리적 과부하를 받았을 때 발생할 수 있는 유연성 투명 전도막의 구조적결함에 기인하는 전도성 저하를 보상하는 특징이 있어, 그래핀과 탄소나노튜브 각각으로 제조된 유연성 투명 전도막보다 물리적인 하중이 반복적으로 인가되었을 때 내구성이 향상되는 효과가 있다. 40% 스트레인을 반복적으로 인가하였을 때 그래핀 투명 전도막은 20 사이클 이후에 면저항이 $1-2{\Omega}/sq.$에서 $15{\Omega}/sq.$ 이상으로 급증한 반면 그래핀-CNT 복합체 투명 전도막은 30사이클까지 $1-2{\Omega}/sq.$ 정도의 면저항을 유지하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.118.2-118.2
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• 2016

몇몇의 박테리아들은 바이오필름을 형성하여 그들 스스로를 보호한다. 하지만 바이오필름으로 인해 악취와 질병 등의 문제가 많이 발생되고 있기 때문에 바이오필름을 형성하는 박테리아의 성장을 효율적으로 억제하기 위해 은 나노, 구리 나노입자들이 포함된 다양한 나노스케일의 재료들에 대한 연구가 활발히 진행되어오고 있다. 이들 연구의 주된 목표는 체내에서 독성은 나타내지 않으면서 항균성을 증가시키는 것에 있다. 특히, 구형으로 이루어진 나노입자와 높은 종횡비를 가지는 탄소나노튜브와 같이 차원이 다른 나노물질들의 복합체들은 세포독성을 최소화하면서 특정 박테리아에 대한 항균성을 향상시킬지도 모른다. 이번 연구에서는, 산 처리된 탄소나노튜브에 화학적인 방법을 이용하여 구리 이온을 각각 환원시켜 구리 나노-탄소나노튜브 복합체를 합성하였다. 이들 복합체는 transmission electron microscopy, X-ray diffractometry, energy-dispersive X-ray spectroscopy 를 이용하여 특성이 분석되었고 Methylobacterium spp., Sphingomonas spp. 와 E. coli 에 대하여 항균성이 평가되었다. 추가적으로 구리 나노-탄소나노튜브 복합체는 human fibroblast cells 에 대하여 세포독성이 평가되었고 제작된 마이크로칩 안에 형성된 바이오필름의 성장억제효과가 평가되었다. 결과적으로, 구리 나노-탄소나노튜브 복합체에서 바이오필름을 형성하는 Methylobacterium spp. 에 대하여 특이적으로 항균성을 나타냈으며 바이오필름이 형성된 마이크로칩에서 바이오필름을 제거 하는 것이 확인되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.70-70
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• 2010

일차원 나노구조를 갖는 재료는 크기효과 뿐만 아니라 단결정성, 일차원성으로 인해 새로운 물리적, 화학적 성질과 높은 표면적-부피비 등으로 인하여 많은 관심의 대상이 되고 있다. 일차원 나노구조 중에 특히 GaAs 나노와이어의 경우, 미래의 전자 소자 혹은 광자 소자로서의 잠재력 때문에 많은 연구가 이루어지고 있다. GaAs 나노와이어는 MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition), CBE(Chemical Beam Epitaxy), MBE(Molecular Beam Epitaxy)등의 방법으로 성장시킬 수 있다. 본 연구에서는 아크 방전법으로 합성한 단일벽 탄소나노튜브 템플릿 위에 GaAs를 MBE로 성장시켜 다공성의 GaAs-탄소나노튜브 복합체를 제작하였다. GaAs는 성장온도를 $400^{\circ}{\sim}600^{\circ}C$ 사이로 변화시켜 성장시켰다. 성장온도가 $500^{\circ}C$ 미만일 경우에는 GaAs가 탄소나노튜브 위에서 입상구조로 성장이 되었으며 $500^{\circ}C$ 이상에서는 탄소나노튜브 위에 나노와이어가 성장되었다. 또한, 제작된 GaAs-탄소나노튜브 복합체를 전자 소스로서의 응용가능성을 보기 위해 전계 방출 특성을 측정하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.26 no.3
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• pp.239-246
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• 2015

The hybridization of carbon nano-materials enhances the efficiency of each function of the resulting structure or composites. Also, the addition of non-carbon elements to nanomaterials modifies the electrochemical properties. Electrodes combining porous carbon nanofibers (CNFs) and metal oxides benefit from the combination of the double-layer capacitance of the CNFs and the pseudocapacitive character associated with the surface redox-type reactions. Consequently, they demonstrate superior supercapacitor performance in terms of high capacitance, high energy/power efficiency and high rate capability. This paper presents a comprehensive review of the latest advances made in the development and application of various metal oxide/CNF composites (CNFCs) to supercapacitor electrodes.

• Composites Research
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• v.22 no.6
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• pp.1-6
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• 2009

This paper presents an experimental study on the piezoresistive behavior of nanocomposite strain sensors subjected to various loading modes and their capability to detect structural deformations and damages. The electrically conductive nanocomposites were fabricated in the form of a film using various types of thermoplastic polymers and multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) at various loadings. In this study, the nanocomposite strain sensors were bonded to a substrate and subjected to tension, flexure, or compression. In tension and flexure, the resistivity change showed dependence on measurement direction, indicating that the sensors can be used for multi-directional strain sensing. In addition, the sensors exhibited a decreasing behavior in resistivity as the compressive load was applied, suggesting that they can be used for pressure sensing. This study demonstrates that the nanocomposite strain sensors can provide a pathway to affordable, effective, and versatile structural health monitoring.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 2003.10b
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• pp.201-202
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• 2003

탄소나노튜브는 역학적 물성이 뛰어날 뿐만 아니라 전기적 특성도 우수하여 현재 매우 많은 연구와 응용개발이 시도되고 있다 일반적으로 전기전도성 고분자 복합체를 얻기 위한 방법으로 카본블랙이나 전도성 섬유, 금속섬유, 전도성 분말 등을 고분자에 혼입하는 방법을 주로 이용하지만, 복합체 내에서 나노구조 형성이 가능한 탄소나노튜브를 이용하면 나노물질의 특성상 매우 유리한 점이 많다. 예를 들면, 우수한 전기특성, 낮은 임계농도, 우수한 역학적 성질 둥이다. (중략)

• Composites Research
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• v.33 no.1
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• pp.7-12
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• 2020

Over the past decade, liquid crystalline epoxy (LCER) has attracted much attention as a promising matrix for the development of efficient heat dissipation materials. This study presents a comprehensive study including synthesis, preparation and chacterization of polymer/inorganic composites using typical 4,4-diglycidyloxybiphenyl (DP) epoxy among LECR. To confirm the thermal conductivity of composite materials, we have prepared composite samples composed of epoxy resin and single-wall carbon nanotube (SWCNT) as a filler. In particular, DP composites exhibit higher thermal conductivity than commercial epoxy composites that use the same type of filler due to the highly ordered microstructure of the LCER. In addition, the thermal conductivity of the DP composite can be controlled by controlling the amount of filler. In particular, the DP composite containing a SWCNT content of 50 wt% has the highest thermal conductivity of 2.008 W/mK.

• Polymer(Korea)
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• v.33 no.5
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• pp.452-457
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• 2009

Hybrid nanomaterials consisting of multi-walled carbon nanotube(MWNT) and/or PEDOT of conductive polymer were prepared in this study. In the presence of catalyst and ligand, the MWNT-Br compound prepared by the successive surface treatment reaction was mixed with MMA to initiate the atom transfer radical polymerization process. PMMA was covalently linked to the surface of MWNT for the formation of MWNT/PMMA nanocomposites. The EDOT and oxidant were added in the aqueous emulsion of PS produced via a miniemulsion polymerization process and then it proceeded to carry out the oxidative chemical polymerization of EDOT for the preparation of PEDOT/PS nanoparticles with the core-shell structure. The aqueous dispersion of PEDOT:poly(styrene sulfonate) (PSS) was mixed with the silica particles treated with a silane compound and thus PEDOT:PSS-clad silica nanoparticles were prepared by the surface chemistry reaction. The hybrid nanomaterials were analyzed by using TEM, FE-SEM, TGA, EDX, UV, and FT-IR.