• Composites Research
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• 제29권4호
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• pp.161-166
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• 2016

본 연구에서는 습식초지법을 이용하여 탄소나노튜브 버키페이퍼를 제조하고 고강도, 고강성 그리고 유연성을 증대시키기 위하여 폴리우레탄(PU)의 점도를 조절하여 코팅제조한 후 기계적 특성에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. Raman, TGA, PL, SEM, TEM 그리고 Tensile test을 이용하여 SWNTs, SWNTs-buckypaper(SWNTs-BP), 그리고 SWNTs-BP/PU 나노복합필름에 대한 구조 및 물성을 평가하였으며 복합필름단면은 전계방사 주사전자현미경(FE-SEM)을 사용하여 관찰한 후 물성증대원인을 해석하였다. 특히, 5 wt%의 PU 용액으로 코팅할 때 튜브간의 계면 접착력 증가로 최종 물성향상에 기여하였다. 최종적으로 이러한 구조적인 특성을 이용할 경우 초경량, 고강도 나노복합소재를 제조하는데 기여할 것으로 기대된다.

• 폴리머
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• 제36권4호
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• pp.494-499
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• 2012

본 연구에서는 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)의 함량을 1에서 10 wt%까지 달리하여 MWCNT 강화 폴리프로필렌(PP) 나노복합재료의 전자파 차폐효과 및 기계적 특성에 미치는 영향에 대해서 살펴보았다. 전기전도도는 4단자법으로 측정하였고, 전자파 차폐효과는 흡수와 반사방법으로 분석하였다. 기계적 특성은 임계응력세기인자($K_{IC}$) 측정을 통하여 고찰하였으며, 모폴로지는 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하였다. 실험결과, MWCNT의 함량이 증가함에 따라 차폐효과가 향상됨을 확인할 수 있었으며, MWCNT의 함량이 전자파 차폐효과를 결정하는 중요한 요소임을 알 수 있었다. $K_{IC}$값도 MWCNT의 함량이 증가할수록 큰 값을 가지는 것을 확인할 수 있었으나 5 wt% 이상에서는 오히려 감소하였다. 이는 과량의 MWCNT가 PP 내에서 서로 뭉침으로 인하여 $K_{IC}$값을 감소시킨 것으로 판단된다.

• Computers and Concrete
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• 제32권1호
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• pp.75-85
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• 2023

This work utilizes simplified higher-order shear deformation beam theory (HSDBT) to investigate the vibration response for functionally graded carbon nanotube-reinforced composite (CNTRC) beam. Novel to this work, single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) are distributed and aligned in a matrix of polymer throughout the beam, resting on a viscoelastic foundation. Four un-similar patterns of reinforcement distribution functions are investigated for the CNTRC beam. Porosity is another consideration taken into account due to its significant effect on functionally graded materials (FGMs) properties. Three types of uneven porosity distributions are studied in this study. The damping coefficient and Winkler's and Pasternak's parameters are considered in investigating the viscosity effect on the foundation. Moreover, the impact of different parameters on the vibration of the CNTRC beam supported by a viscoelastic foundation is discussed. A comparison to other works is made to validate numerical results in addition to analytical discussions. The findings indicate that incorporating a damping coefficient can improve the vibration performance, especially when the spring constant factors are raised. Additionally, it has been noted that the fundamental frequency of a beam increases as the porosity coefficient increases, indicating that porosity may have a significant impact on the vibrational characteristics of beams.

• Composites Research
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• 제37권1호
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• pp.32-39
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• 2024

고체수소저장은 수소 기반 경제 발전과 에너지 저장 기술 혁신의 핵심 주제로 부각되고 있다. 이러한 저장 방식은 압축 및 액화수소 저장 등 기존 방식에 비해 안전성과 저장 및 운용 효율성 측면에서 우수한 특성을 보여주고 있다. 본 연구에서는 다양한 구조적 설계 요소 별로 나노튜브 표면에서의 고체수소저장 성능을 평가하고자 한다. 본 연구는 나노튜브의 저장 메커니즘을 밝히고자 분자 역학 시뮬레이션(MD)을 도입하여 수행되었다. 본 연구의 시뮬레이션에는 다양한 직경, 다중벽 구조(MWNT), 단일벽 구조(SWNT)의 탄소나노튜브(CNT) 및 붕소-질소 나노튜브(BNNT)가 도입되어 진행되었다. 방사형 밀도 함수(RDF)를 통해 다양한 조건에서 수소의 저장 및 효과적인 방출을 분석한 결과, 반경 감소와 이중벽 구조가 고체 수소 저장을 높이는 데 기여하는 것으로 나타났다. 또한, 붕소-질소 나노튜브의 수소 저장 용량은 탄소 나노튜브에 비해 낮게 측정되었지만, 유효 수소 저장 측면에서는 탄소 나노튜브를 훨씬 능가하는 것으로 나타났다.

• Steel and Composite Structures
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• 제29권3호
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• pp.319-332
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• 2018

This paper investigates the free vibration of geometrically imperfect functionally graded car-bon nanotube-reinforced composite (FG-CNTRC) beams that are integrated with two sur-face-bonded piezoelectric layers and subjected to a combined action of a uniform temperature rise, a constant actuator voltage and an in-plane force. The material properties of FG-CNTRCs are assumed to be temperature-dependent and vary continuously across the thick-ness. A generic imperfection function is employed to simulate various possible imperfections with different shapes and locations in the beam. The governing equations that account for the influence of initial geometric imperfection are derived based on the first-order shear deformation theory. The postbuckling configurations of FG-CNTRC hybrid beams are determined by the differential quadrature method combined with the modified Newton-Raphson technique, after which the fundamental frequencies of hybrid beams in the postbuckled state are obtained by a standard eigenvalue algorithm. The effects of CNT distribution pattern and volume fraction, geometric imperfection, thermo-electro-mechanical load, as well as boundary condition are examined in detail through parametric studies. The results show that the fundamental frequency of an imperfect beam is higher than that of its perfect counterpart. The influence of geometric imperfection tends to be much more pronounced around the critical buckling temperature.

• 폴리머
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• 제37권3호
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• pp.342-346
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• 2013

마이크론 크기의 입자를 분산하기에 적합하나 나노 크기의 입자를 분산하기에는 미흡한 이축압출기를 사용하여 카본나노튜브(CNT) 분산을 시도하였다. 카본나노튜브 분산성 향상을 위해 서로 다른 입자 형상을 가지는 무기 충전제를 부가하였다. 무기 충전제 첨가에 따른 점도 증가는 상대적으로 높은 전단력을 유도하여 응집된 카본나노튜브 입자의 분산을 도모하였다. 또한 충전제 입자들은 전단력이 미치지 않는 구역에서 일어나는 카본나노튜브의 재응집을 억제함으로써 분산 안정화에 기여하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.492-492
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• 2011

단일벽 탄소나노튜브(Single-Walled Carbon Nanotubes, SWCNTs)는 매우 우수한 전기적, 광전자적 특성을 가지고 있어 차세대 나노 전자소자 물질로 각광받고 있다. 특히, 이들의 전기적 특성은 직경과 카이랄리티(chirality)에 따라 금속성(metallic)과 반도체성(semiconducting)으로 구분된다. 각 특성에 따라 금속성은 투명전극, 반도체성은 전계효과 트랜지스터(CNT-FET)로 활용가능성이 높다. 하지만, 일반적으로 단일벽 탄소나노튜브는 이 두 가지의 특성이 혼재되어 합성되기 때문에, 그들의 선택적 분리는 나노튜브 기반 전자소자 응용을 위해 매우 중요한 과정 중 하나이다. 최근에는 반응 가스를 이용한 선택적 제거, 밀도차를 이용한 원심분리법(density gradient ultracentrifugation) 등 다양한 방법들이 보고된 바 있다. 본 연구는 대기 중에서 마이크로웨이브 조사하여 금속성 나노튜브만을 선택적으로 제거하였다. 마이크로웨이브 조사는 CVD 방법과 전기 방전법으로 성장된 단일벽 탄소나노튜브에 800W로 조사 시간을 변화하며 수행하였다. 실험 결과, 조사 시간이 증가할수록 두 종류의 나노튜브에서 반도체성 나노튜브는 남아있는 반면 금속성 나노튜브는 점차 제거되었다. 이러한 원인은 각 전기적 특성에 따른 유전상수 차이에 의하여 기인한 것이다. 전기적 특성과 결정성은 라만 분광법(Raman spectroscopy)을 통하여 분석하였으며, 직경 및 분산정도는 주사전자현미경(scanning electron microscope), 투과전자현미경(tunneling electron microscope)으로 관찰하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.162-172
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• 2008

We studied the effect of an Al underlayer on the growth of carbon nanotubes (CNTs) and their field emission characteristics, First of all, CNTs were grown on the Invar catalyst layers with different thickness of 1 to 10 nm, showing that the CNT length was saturated for the catalyst 5 nm or thicker. The CNTs grown on the 5-nm-thick catalyst were ${\sim}10{\mu}m$ long and ${\sim}30nm$ in diameter. Second, an Al underlayer was applied between the catalyst layer and the Ti diffusion barrier to reduce the diameters of CNTs for better field emission properties by forming spherical Al oxide particles on which smaller catalyst nanoparticles would occur. The optimal thickness of an Al underlayer underneath the 5-nm-thick catalyst was ${\sim}15nm$, producing the CNTs with the length of ${\sim}15{\mu}m$ and the diameter of ${\sim}15nm$. The field emission measurements, following the tape activation, showed that the thinner and longer CNTs gave rise to better field emission performance with the lower turn-on and threshold electric fields.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제13권1호
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• pp.7-12
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• 2014

In this study, we investigate the effects of corona-discharge pre-treatment on the properties of carbon nanotubes (CNTs) which are used as flexible transparent electrodes. The CNTs are deposited on PET (polyethylene terephthalate) substrates using a spray coating method. Prior to the deposition of CNTs, the PET substrates are corona-treated by varying the feeding directions of the PET substrate and the numbers of treatments. The variations in the surface morphologies and roughnesses of the PET substrates due to corona-treatment are characterized via atomic force microscopy (AFM). Dynamic contact angles (DCAs) of the corona-treated PET substrates are measured and analyzed as functions of the treatment conditions. Also, the sheet resistances and visible-range transmittances of the CNTs deposited on PET substrates are measured before and after bending test. The experimental results obtained in this study provide strong evidences that the adhesive forces between CNTs and PET substrates can be substantially enhanced by corona-discharge pretreatment.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제12권2호
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• pp.1-6
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• 2013

The effects of interlayer formation and thermal treatment on the field-emission properties of carbon nanotubes (CNTs) were investigated. The CNTs were prepared on tungsten (W) micro-tip substrates using the electrophoretic deposition (EPD) method. The interlayers, such as aluminum (Al) and hafnium (Hf) were coated on the W-tips prior to CNT deposition and after the deposition of CNTs all the species were thermally treated at $700^{\circ}C$ for 30 min. The field-emission properties of CNTs were significantly improved by thermal treatment. The threshold electric field for igniting the electron emission was decreased and the emission current was increased. The Raman spectroscopy results indicated that this was attributed mainly to the enhancement of CNTs by thermal treatment. Also, the CNTs deposited on the interlayers showed the remarkably improved results in the long-term emission stability, especially when they were thermally treated. The X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) measurement confirmed that this was resulted from the formation of the additional cohesive forces between the CNTs and the underlying interlayers.