• 제목/요약/키워드: Electrospun nanofiber

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전기방사를 이용하여 제조된 산화아연 나노섬유의 직경제어 및 광촉매 특성 (Diameter-Controllable Synthesis and Enhanced Photocatalytic Activity of Electrospun ZnO Nanofibers)

  • 지명준;유재현;이영인
    • 한국재료학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.79-86
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    • 2019
  • A heterogeneous photocatalytic system is attracting much interest for water and air purification because of its reusability and economical advantage. Electrospun nanofibers are also receiving immense attention for efficient photocatalysts due to their ultra-high specific surface areas and aspect ratios. In this study, ZnO nanofibers with average diameters of 71, 151 and 168 nm are successfully synthesized by facile electrospinning and a subsequent calcination process at $500^{\circ}C$ for 3 h. Their crystal structures, morphology features and optical properties are systematically characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, UV-Vis and photoluminescence spectroscopies. The photocatalytic activities of the ZnO nanofibers are evaluated by the photodegradation of a rhodamine B aqueous solution. The results reveal that the diameter of the nanofiber, controlled by changing the polymer content in the precursor solution, plays an important role in the photocatalytic activities of the synthesized ZnO nanofibers.

전기방사를 이용한 슈퍼캐퍼시터용 금속산화물/탄소나노섬유 복합체 (Electrospun Metal Oxide/Carbon Nanofiber Composite Electrode for Supercapacitor Application)

  • 양갑승;김보혜
    • 공업화학
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    • 제26권3호
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    • pp.239-246
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    • 2015
  • 나노 탄소재료를 복합화하면 기존 재료의 특성을 유지하면서 그 효율을 극대화할 수 있다. 여기에 이종원소를 부가하면 전기화학적인 특성이 디자인되므로, 나노 탄소재료의 복합화를 통해 한 종류의 나노 재료로부터 여러 강점을 얻을 수 있다. 특히 탄소나노섬유와 금속산화물을 복합화하면 탄소나노섬유의 전기이중층 뿐만 아니라 금속산화물의 산화 환원 반응을 이용하여 비축전 용량, 고율 특성, 수명 특성이 향상되고 높은 수준의 출력밀도가 유지되는 고용량 슈퍼 캐퍼시터용 전극 소재를 개발할 수 있다. 본 총설에서는 탄소의 고출력특성과 금속산화물의 고에너지 특성이 동시에 발현되는 금속산화물계 탄소나노섬유복합체의 제법과 응용에 대한 최신연구를 다루도록 하겠다.

전기방사 방법을 사용한 기능화된 탄소나노튜브 강화 고분자 수지 나노섬유 제조에 관한 연구 (Study on the Electrospun Nanofiber Fabrication and Alignment of the Functionalized CNT Reinforced Polymer)

  • 윤여환;박주혁
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.680-685
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    • 2005
  • Multi-walled carbon nanotubes were purified by using the nitric acid after the mechanical cutting, which carboxylic group might be introduced into the surface of nanotubes. To enhance the dispersion of CNTs, carboxylic groups were substituted in the reaction with octadecyl amine containing a long alkyl group. Nanofibers were manufactured by electrospinning, the solution that mixed with PMMA and ODA-fuctionalized CNTs in dimethyl formamide and dispersed with ultrasonication. Diameter and alignment of nanofibers with various electrospinning parameters, such as the CNT and PMMA concentration in solution, the applied voltage, and the distance to the collector were investigated. As a result, the nanofiber diameter was increased with the increment of PMMA concentration, whereas it was reduced as the applied voltage and the spinning distance was increased. The spinning area became smaller with the distance. The nanofibers were formed without the defect on surface and well aligned in a specific concentration of PMMA and nanotubes.

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전기방사된 주석산화물 나노섬유의 공정 변수에 따른 직경 및 형상 제어 연구 (Electrospun Tin Oxide Nanofibers with a Controlled Diameter and Morphology)

  • 장대환;이재은;좌용호;이영인
    • 한국재료학회지
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    • 제24권12호
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    • pp.663-670
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    • 2014
  • Diameter-controlled tin oxide nanofibers have been successfully prepared using electrospinning and a subsequent calcination process; their diameters, morphologies, and crystal structures have been characterized. The diameters of the as-spun nanofibers can be decreased by lowering the concentration of a polymer and a tin precursor in the electrospinning solution because of the decrease in the solution viscosity. The crystal structure of the nanofibers calcined at various temperatures from $200^{\circ}C$ to $800^{\circ}C$ has been proved to be the tetragonal rutile of tin oxide; crystallinity is improved by increasing the temperature. However, nanofibers with lower concentrations of tin precursor do not maintain their fibrous structures after calcination at high temperatures. In this study, the effect of the relationship between the precursor concentration and the calcination temperature on the diameter and the morphology of the tin oxide nanofiber has been systematically investigated and discussed.

Development of photocatalytic PVA/$TiO_2$ nanofiber membrane by electrospinning and its application for Air Filtration

  • Linh, Nguyen Thuy Ba;Lee, Byong-Taek
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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    • pp.38.1-38.1
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    • 2010
  • Nanofibers have a large potential in air filtration applications. In this work, we have developed a photocatalytic polyvinyl alcohol PVA/$TiO_2$ nanofibers membrane for the treatment of air filtration by using electrospinning method. PVA were electrospun into nanofibrous membranes and $TiO_2$ nanoparticles were loaded in PVA nanofibers in various contents from 10% (w/w) to 50% (w/w). The UV-Vis spectra were conducted for testing the existence of $TiO_2$ nanoparticles in PVA fibers. SEM analysis indicated that $TiO_2$ nanoparticles were loaded on the surface of PVA fibers and dispersed linearly along the fiber direction, which originated from the effect of polarization and orientation caused by high electric field. X-ray diffraction (XRD) was used to determine the crystalline of the membrane. Tensile strength was measured to evaluate the physical properties of the membrane. Therefore, our work suggested that PVA/$TiO_2$ nanofiber membrane has a potential application in air filtration area.

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기능성 나노섬유에 의한 중금속 이온의 제거에 관한 연구 (A Study on the Removal of an Heavy Metal Ions by an Functional Nano Fibers)

  • 안형환
    • 한국안전학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.57-64
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    • 2004
  • This is the study for the removal of a toxic heavy metal ions and the recycling of expanded polystyrene wastes. Thus expanded polystyrene wastes collected from the packing materials of TV or chemicals and dissolved by $80wt.\%$ solvent(N, N-Dimethylacrylamide), electrospun in DC 20kV by power supply. Generally, the electrospinning is a process of manufacture to the fibers of nanosize from polymer solution. Manufactured nanofiber mats by electrospinning were sulfonated by cone.-sulphuric acid with $Ag_2S_O_4$ catalysts for the exchange capacity of heavy metal ions and the properties of structure with sulfonated time investigated by FESEM(Feild Emission Scaning Electron Microscope). The ion exchange capacity of light metal$(Na^+)$, Cd(II) and Ni(II), and by a nanofiber mats were 1.94[mmo1/g-dry-mat), 1.72(mmol/g-dry-mat), 1.24(mmol/g-dry-mat), respectively., and water uptake content showed a similar trend with IEC. and The selectivity coefficients $K^M_H$ of Cd(II), Ni((II) ions showed 0.324, 0.228. respectively.

Plasma-Treated Poly(lactic-co-glycolic acid) Nanofibers for Tissue Engineering

  • Park, Hong-Hyun;Lee, Kuen-Yong;Lee, Seung-Jin;Park, Ko-Eun;Park, Won-Ho
    • Macromolecular Research
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    • 제15권3호
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    • pp.238-243
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    • 2007
  • Nanofibers were prepared by electrospinning a solution of poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) and their mean diameter was 340 nm. The PLGA nanofibers were treated with a plasma in the presence of either oxygen or ammonia gas to change their surface characteristics. The hydrophilicity of the electrospun PLGA nanofibers was significantly increased by the gas plasma treatment, as confirmed by contact angle measurements. XPS analysis demonstrated that the chemical composition of the PLGA nanofiber surface was influenced by the plasma treatment, resulting in an increase in the number of polar groups, which contributed to the enhanced surface hydrophilicity. The degradation behavior of the PLGA nanofibers was accelerated by the plasma treatment, and the adhesion and proliferation of mouse fibroblasts on the plasma-treated nanofibers were significantly enhanced. This approach to controlling the surface characteristics of nanofibers prepared from biocompatible polymers could be useful in the development of novel polymeric scaffolds for tissue engineering.

폴리(스티렌-설파디아진) 공중합체를 이용한 항균 나노섬유 제조 (Construction of Antibacterial Electrospun Nanofiber from Poly(styrene-co-sulfadiazine) via Electrospinning)

  • 황석호;안경환;차희철;김정열;황홍구;허완수;이상원
    • 공업화학
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    • 제20권4호
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    • pp.386-390
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    • 2009
  • 항균효과가 있는 sulfadiazine을 포함하는 아크릴형 단량체를 축합반응으로 합성하였으며, 합성된 아크릴형 단량체와 스티렌 단량체를 함께 라디칼 공중합으로 poly(styrene-co-sulfadiazine)을 합성하였다. 중합체의 중량평균분자량이 27800이었으며, 화학구조와 sulfadiazine과 스티렌 단량체간의 몰비는 핵자기공명분석을 통하여 확인하였다. 이 중합체를 이용하여 15 kV 하에서 전기방사를 수행하여 나노섬유 멤브레인을 제조하였으며, 멤브레인을 구성하고 있는 섬유의 직경은 약 500~800 nm 크기를 가졌다. 제조된 멤브레인의 항균성을 평가하기 위하여 양성균 S. Aureus와 음성균 E. Coli를 사용하였으며, 균주의 colony의 개수 증감으로 항균성을 평가하였다.

전기방사법을 이용한 바이오매스 유래 polyethylene furoate 나노섬유 제조에 관한 연구 (Fabrication of Biomass Based Polyethylene Furoate Nanofiber by Electrospinning)

  • 최현진;김선희;김백진;김상범
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.4024-4031
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    • 2014
  • 나노섬유의 경우 넓은 비표면적과 높은 공기투과도 등으로 인해 여러 분야에 폭넓게 활용될 것으로 기대되고 있다. 또한 석유화학 기반 고분자의 경우 가채연수 제한문제와 이산화탄소 배출에 의한 온실가스 유발문제로 인해 바이오매스 유래 고분자로의 패러다임의 전환이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 목질계 셀를로오즈로부터 유래된 플랫폼 화합물 중 퓨란계 유도체인 2,5-furandicaboxylic acid와 ethylene glycol을 이용하여 이를 중합한 바이오매스 유래 PEF(polyethylene furoate)를 제조 및 이를 활용하여 전기방사법을 통해 나노섬유를 제조하고자 하였으며, 또한 전기방사 과정에서 사용된 용매와 고분자 용액의 농도, 전기장의 세기 등의 변수들이 섬유형상에 어떠한 영향을 미치는지 고찰하고자 하였다. 결론적으로, PEF 15 wt%의 농도로 HFIP를 용매로 제조한 고분자 용액을 이용하여 약 200~700 nm의 나노섬유의 제조가 가능하였으며, 섬유의 직경은 인가된 전기장의 세기가 증가할수록 증가하였다.

극저온 환경에서 에폭시 접착제의 물성 향상을 위한 나노 보강재의 표면 개질에 관한 연구 (The Effect of the Core-shell Structured Meta-aramid/Epoxy Nanofiber Mats on Interfacial Bonding Strength with an Epoxy Adhesive in Cryogenic Environments)

  • 오현주;김성수
    • Composites Research
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    • 제26권2호
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    • pp.129-134
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    • 2013
  • 극저온 환경에 노출되는 구조체의 접착조인트의 경우 피접착물과 접착물 사이에서 열팽창계수 차이로 인해 계면에서 잔류응력이 발생하게 되는데 이에 의해 접착조인트 내부에 미소균열, 층간분리 등의 형태로 파손이 발생할 우려가 있다. 본 연구에서는 높은 비강성, 낮은 열팽창계수의 특성을 지닌 메타 아라미드 섬유를 에폭시 기지재의 보강재로 사용하였다. 표면처리 공정을 간소화하기 위해 전기방사법의 고분자 혼합법(polymer blend method)으로 코어-쉘 구조의 메타 아라미드/에폭시 나노섬유를 제조하였다. 극저온 환경에서 계면특성이 향상된 코어-쉘 구조의 나노섬유를 보강한 에폭시 접착제의 전단물성을 확인하기 위해 환경챔버를 이용하여 $-150^{\circ}C$의 저온에서 단일 겹치기 실험(single lap joint test)을 진행하였다. 또한, DCB(double cantilever beam) 실험을 통해 파괴인성을 측정하였다. 그 결과, 극저온에서 일반 메타 아라미드 나노섬유에 비해 코어-쉘 구조의 메타 아라미드/에폭시 나노섬유를 보강한 접착제 시편이 우수한 계면특성으로 인해 물성이 크게 향상되었음을 확인하였다.