• 한국표면공학회지
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• 제57권1호
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• pp.31-37
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• 2024

The surge in demand for lithium is primarily fueled by the expanding electric vehicle market, the necessity for renewable energy storage, and governmental initiatives aimed at achieving carbon neutrality. This study proposes a straightforward method for lithium extraction utilizing cellulose nanofiber (CNF) via a vacuum filtration process. This approach yields a porous CNF film, showcasing its potential utility as a lithium extractor and indicator. Given its abundance and eco-friendly characteristics, cellulose nanofiber (CNF) emerges as a material offering both economic and environmental advantages over traditional lithium extraction techniques. Hence, this research not only contributes to lithium recovery but also presents a sustainable solution to meet the growing demand for lithium in energy storage technologies.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제42권2호
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• pp.119-129
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• 2014

This work undertook to prepare nanofibers of cellulose nanofibrils (CNF)/polyvinyl alcohol (PVA) composite by electrospinning, and characterize the electrospun composite nanofibers. Different contents of CNFs isolated from hardwood bleached kraft pulp (HW-BKP) by 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxy radical (TEMPO)-mediated oxidation were suspended in aqueous polyvinyl alcohol (PVA) solution, and then electrospun into CNF/PVA composite nanofibers. The morphology and dimension of CNFs were characterized by transmission electron microscopy (TEM), which revealed that CNFs were fibrillated form with the diameter of about $7.07{\pm}0.99$ nm. Morphology of the electrospun nanofiber observed by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) showed that uniform CNF/PVA composite nanofibers were manufactured at 1~3% CNF contents while many beads were observed at 5% CNF level. Both the viscosity of CNF/PVA solution and diameter of the electrospun nanofiber decreased with an increase in CNF content. The diameter and its distribution of the electrospun nanofibers helped explain the differences observed in their morphology. These results show that the electrospinning method was successful in preparing uniform CNF/PVA nanofibers, indicating a great potential for manufacturing consistent and reliable cellulose-based nanofibrils for scaffolds in future applications.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권6호
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• pp.730-739
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• 2015

본 연구는 셀룰로오스 나노섬유를 닥나무 인피섬유 시트의 제조시 첨가하여, 닥나무 인피섬유 시트의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 형태학적 및 화학적 성질이 다른 5종류의 셀룰로오스 나노섬유, 즉 리그노셀룰로오스 나노섬유 (lignocellulose nanofiber, LCNF), 홀로셀룰로오스 나노섬유(holocellulose nanofiber, HCNF), 알칼리처리 홀로셀룰로오스 나노섬유(alkali-treated HCNF, AT-HCNF), TEMPO-산화 나노섬유(TEMPO-oxidated nanofiber, TEMPO-NF), 셀룰로오스 나노크리스탈(cellulose nanocrystal, CNC)을 제조하였으며, 각 나노섬유의 종류 및 첨가량이 닥나무 인피섬유시트 제조시의 여수시간 및 시트의 투기도, 평활도, 인장강도 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 여수시간은 모든 나노섬유에 있어서 첨가량이 증가함으로서 길어졌으며, 5%의 첨가량에서 HCNF가 가장 여수시간이 길었다. 또한, 셀룰로오스 나노섬유 첨가량이 증가할수록 시트의 평활도, 인장강도 특성이 향상되었으며, 특히 0.1%의 극히 적은양의 나노섬유 첨가로도 비인장강도 및 탄성계수가 크게 향상되는 것을 알 수 있었다. 이러한 특성 향상은 닥나무 인피섬유 간에 교차적으로 적층되어 있는 셀룰로오스 나노섬유의 충전 효과에 기인하는 것을 전자현미경 사진을 통해 확인할 수 있었다.

• 펄프종이기술
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• 제47권2호
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• pp.42-52
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• 2015

In this study, cellulose nanofibrils (CNF) were modified through carboxymethylation or TEMPO-mediated oxidation and their effects on ionicity and characteristics of sheet, film, and foam were investigated. Carboxymethylation was carried out on pulp fibers as a pre-treatment before preparation of CNF. The gel-like and translucent CNF hydrogel was obtained by grinding of carboxymethylated cellulose fibers. Carboxymethylated CNF film and freeze dried sheet showed higher transparency than that of untreated CNF. The CNF sheet with high strength and the CNF foam without large ice crystals were obtained by using the carboxymethylated CNF. TEMPO-mediated oxidation was carried out as a post-treatment of CNF. The zeta potential and charge demand of TEMPO-oxidized CNF were increased with an increase in oxidation time and addition amount of NaClO. The density of sheet made of TEMPO oxidized CNF was increased with the amount of oxidizing agent. The TEMPO oxidized cellulose nanofiber (TOCN) which was obtained from supernatant after centrifugation could be converted to transparent film.

• 한국포장학회지
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• 제29권1호
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• pp.51-57
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• 2023

이 연구에서는 고압 균질기를 통해 제작된 CNF 수 분산액을 PLA에 적용시키는데 있어 비용과 생산 효율성을 고려하여 동결 건조 방식이 아닌 오븐 건조를 통해 수분을 제거한 ODCNF를 제조하였다. 건조 후 고형화된 CNF 분말을 생분해성 고분자인 PLA에 접목시켜 압출, 사출 공정에서 발생하는 전단응력으로 재분산을 유도하였고, 성공적으로 시편이 만들어졌다. 제작된 시편에 대하여 진행된 전계방사 전자현미경 측정을 통해 셀룰로오스 입자가 PLA 매트릭스 내에 함침되어 있는 것을 확인하였다. 또한 시차주사열량계 측정에서 ODCNF가 PLA에 적용되었을 때 결정화도 상승과 냉 결정화 온도가 앞당겨지는 것을 확인하였다. 그리고 냉각 과정에서 결정이 생성되는 것을 통해 실제 생산 공정에 적용할 경우, 친환경 핵제로써 역할을 수행할 수 있을 것으로 판단하였다. 추가적으로 유변물성 측정기를 통해 첨가된 ODCNF가 PLA의 점도를 과도하게 증가시키지 않아 기존 공정 조건에 그대로 적용할 수 있음을 확인하였고, 이는 제작된 시편을 통해서도 알 수 있었다. 동적 점탄성 특성에서는 첨가된 ODCNF 입자의 필러 효과와 향상된 결정화도로 인해 유리상과 고무상에서 모두 저장 탄성율의 비율이 PLA에 비해 높게 유지되는 것으로 밝혀졌다. 이러한 연구결과를 바탕으로 대량 생산이 가능하고, 생산단가를 낮춘 ODCNF를 이용하여 CNF/PLA 기반의 100% 생분해성 복합재 개발이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.469-477
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• 2021

본 연구에서는 해양환경에 노출된 구조물의 내구성과 안전성 저하를 방지하는 셀룰로오스 방오 코팅제에 대한 기본적인 역학 성능을 평가하였다. 셀룰로오스 나노섬유와 AKD 및 폐유리 미분말을 주요 재료로 구성하여 제조하였으며, 접촉각 시험, 건조 시간, 점성 분석, 미세구조 분석을 실시하였다. 셀룰로오스 방오 코팅제를 1회 코팅할 경우 상대적으로 강재 시편에서 높은 소수성능을 발휘하는 것으로 나타났으며, 시멘트 모르타르에서는 AKD 함유량이 증가할수록 접촉각이 증가하는 것이 확인되었다. 3회 코팅시 최대 151.6°의 초소수성을 표면을 확인하였으며, 폐유리 미분말 혼입시 상대적으로 높은 소수성능을 갖는 것이 나타났다. 셀룰로오스와 증류수를 1:1 비율로 제조할 경우 의가소성 유체에 해당하여 코팅제로의 활용에 적합할 것으로 판단되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권3호
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• pp.398-405
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• 2016

본 연구에서는 셀룰로오스 CNF의 치수별 분획 가능성 및 그 효율성을 평가하기 위하여, 기계적 해섬처리로 얻어진 CNF 수현탁액을 중력침강시켜 치수별 CNF를 분획하고 형태학적 성질 및 치수분포를 조사하였다. 침강속도는 해섬처리 횟수가 증가할수록 늦었으며, 침강 높이 또한 작았다. 침전층의 분획수율은 해섬처리 횟수가 증가하면서 감소하였으며, 중간층 및 상등액층은 증가하였다. 상등액 CNF의 직경 분포폭이 가장 좁았으며, 중간층 및 침전층으로 분포폭이 넓어졌다. 또한, 해섬처리 횟수가 증가할수록 직경 및 분포폭이 감소하였다. 여수시간은 상등액층, 중간층, 침전층 순서로 길게 나타났다.

• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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• 제48권1호
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• pp.25-32
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• 2024

Soy protein isolate (SPI) has garnered researchers' attention due to its abundance, costeffectiveness, excellent biocompatibility, hemo-compatibility, and biodegradability. However, SPI faces limitations in application due to poor processability and weak mechanical strength. Substantial efforts have been made to address these challenges. In this preliminary study, glycerol and biofibers were added to SPI to improve the mechanical properties and film forming, and glyoxal was employed to crosslink SPI molecules. The microstructure and mechanical properties of the resulting SPI/composite films were evaluated. A 15% addition of glycerol proved sufficient for good film formation. Among the biofibers, short SF microfibers were the most effective in enhancing breaking strength, while TEMPO-oxidized CNF (cellulose nanofiber) excelled among CNFs. Crosslinking with glyoxal significantly enhanced the mechanical properties, with the type of biofiber minimally affecting the mechanical properties of the crosslinked SPI composite films.