• 제목/요약/키워드: multi-walled carbon nanotube(MWCNT)

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A Study on the Electrochemical Properties of Carbon Nanotube Anodes Using a Gradual Increasing State of Charge Method

  • Doh, Chil-Hoon;Park, Cheol-Wan;Jin, Bong-Soo;Moon, Seong-In;Yun, Mun-Soo
    • KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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    • 제4C권1호
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    • pp.21-25
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    • 2004
  • From the gradual increasing state of charge (GISOC) observations, electrochemical behavior of multi-walled carbon nanotube│(lM LiP $F_{6}$ , EC,DEC,DME 3:5:5 volume ratio)│lithium cells was evaluated using the galvanostatic charge-discharge process. A MWCNT delivers a specific charge capacity of 1,300 mAh/g in a Li cell when cycled up to an end voltage of 0 V (vs. Li/L $i^{+}$ )at a constant current rate every 10 hours. However, in the present study, the specific discharge capacity obtained is 338 mAh/g, thus amounting to a coulombic efficiency of only 26%. Further, when the MWCNT│Li cells were tested using the GISOC method, two distinguishable linear-fit ranges were observed due to the intercalation/deintercalation of lithium, which were found to have II $E_1$, IIC $s_1$ and II $E_2$of 27.3%, 372 mAh/g, and 25.5%, respectively. Q $c_1$, could be calculated from the data of IIE and IICs of each range by the modified equation "II $C_{sum}$= $\Sigma$( $Q_{C}$- $Q_{D}$)=(II $E_{1}$$^{-1}$ ) $Q_{Dl}$ +(II $E_2$$^{-1}$ -1) ( $Q_{D2}$- $Q_{Dl}$ ) + IIC $s_1$= $Q_{Cl}$ - $Q_{Dl}$ ". Results of the GISOC method could be converted to the results of galvanostatic charge-discharge process, irrespective of the state of charge of the cell or battery.ery.y.y.

다중벽 탄소나노튜브의 형상인자에 따른 고분자 복합재료의 탄성계수에 관한 연구 (Geometry Effect of Multi-Walled Carbon Nanotube on Elastic Modulus of Polymer Composites)

  • 서종환
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권1호
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    • pp.89-94
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    • 2014
  • 탄소나노튜브는 우수한 기계적 특성으로 인해 주목받고 있으며, 다양한 산업 분야로의 잠재적 활용성을 갖는 고강도/고강성의 나노복합재료를 설계/제작하기 위한 다양한 연구가 이루어 지고 있다. 본 논문에서는 다중벽 탄소나노튜브를 이용한 강화 복합재료를 효과적으로 설계하고, 기계적 물성을 예측/평가하기 위한 미시역학적 해석 방법 연구를 수행하였다. 이를 위해 먼저 대표체적요소 모델을 설계하고 이를 이용한 유한요소 해석을 통해서 강화 복합재료의 기계적 물성을 평가하였다. 특히 MWCNT 의 각 형상인자에 따른 복합재료의 탄성계수 변화를 예측하고, 각 인자들의 영향을 정성적으로 평가하였다. 더불어 형상인자들의 복합적 조건에서의 탄성계수에 대한 영향 평가도 수행하였다.

Generation of hydrophobicity on the surfaces of nano and other materials using atmospheric plasmas

  • Kim, Jeong-Won;Cho, Soon-Gook;Ko, Kwang-Cheol;Woo, Hyun-Jong;Chung, Kyu-Sun
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.256-256
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    • 2011
  • Using plasmas, hydrophobic surfaces are made on various substances such as polyimide films, filter paper, cotton clothes and multi-walled carbon nanotube (MWCNT) with hexamethyldisiloxane (HMDSO), trimethylchlorosilane (TMCS) and toluene reagents. Plasmas are easily and rapidly to change surface of hydrophilic materials into hydrophobic. We have also optimized processing time and maximized contact angle for super-hydrophobicity of MWCNT. Contact angles have been calculated by measuring between substance and probe liquid, and total surface free energies are determined by the Owens-Wendt equation. Figure 1 shows the measured contact angles with time and ratio of reagents on MWCNT.

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압력센서 개발을 위한 탄소 나노 튜브 기반 지능형 복합소재 전왜 특성 연구 (A Study on Piezoresistive Characteristics of Smart Nano Composites based on Carbon Nanotubes for a Novel Pressure Sensor)

  • 김성용;김현호;최백규;강인혁;이일영;강인필
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제13권1호
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    • pp.43-48
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    • 2016
  • This paper presents a preliminary study on the pressure sensing characteristics of smart nano composites made of MWCNT (multi-walled carbon nanotube) to develop a novel pressure sensor. We fabricated the composite pressure sensor by using a solution casting process. Made of carbon smart nano composites, the sensor works by means of piezoresistivity under pressure. We built a signal processing system similar to a conventional strain gage system. The sensor voltage outputs during the experiment for the pressure sensor and the resistance changes of the MWCNT as well as the epoxy based on the smart nano composite under static pressure were fairly stable and showed quite consistent responses under lab level tests. We confirmed that the response time characteristics of MWCNT nano composites with epoxy were faster than the MWCNT/EPDM sensor under static loads.

방사선 그래프트 중합에 의하여 제조된 폴리(아크릴 산)이 그래프트된 탄소나노튜브에 생체분자 고정화에 관한 연구 (A Study on the Immobilization of Biomolecules on Poly(acrylic acid)-grafted MWCNTs Prepared by Radiation-Induced Graft Polymerization)

  • 정찬희;이병민;황인태;최재학;노영창;홍성권
    • 폴리머
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    • 제34권2호
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    • pp.150-153
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    • 2010
  • 본 연구에서는 방사선에 의한 그래프트 중합을 이용하여 생체분자가 고정화된 다중벽탄소나노튜브 (MWCNT)를 제조하였다. 생체분자의 고정화를 위하여 MWCNT에 아크릴 산을 그래프트 중합하였다. 열중량분석과 라만 분석을 통하여 MWCNT에 폴리(아크릴 산)이 효과적으로 그래프트 중합되었음을 확인하였다. 폴리(아크릴 산)이 그래프트 된 MWCNT에 DNA와 단백질과 같은 생체분자들을 고정화하였다. X-선 광전자 분광법과 형광분석을 통하여 생체분자들이 성공적으로 MWCNT에 도입되었음이 확인되었다.

다중벽 탄소나노튜브의 분산방법에 따른 섬유보강 시멘트복합체의 역학적 특성 (Mechanical Properties of Fiber-reinforced Cement Composites according to a Multi-walled Carbon Nanotube Dispersion Method)

  • 김문규;김규용;편수정;최병철;이예찬;남정수
    • 한국건축시공학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.203-213
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    • 2024
  • 본 연구에서는 내열성, 화학적 안정성 등 다양한 특성으로 인해 산업 분야에서 자기감지, 균열 감지 등의 용도로 활용되고 있는 MWCNT를 활용하여 진행하였다. 하지만 MWCNT는 전기적 특성을 활용한 자기감지 및 스마트 센서에 대한 연구에 집중되어 있다. 또한, 연구자의 기술 및 장비의 차이로 인해 정량적 분산이 어렵고, 과도한 분산은 기계적 성능 저하로 이어질 수 있다. 따라서 본 연구에서는 일정 시간 초음파 분산과 분산 효과가 입증된 PCE 계면활성제를 활용하여 섬유보강 시멘트복합체 시험편을 제조하고, 각 시험편에 대해 강도 시험, 인발 시험, 직접 인장 시험을 수행하여 기계적 물성을 평가하였다. Micro-CT 촬영과 압축, 휨, 인장 강도 시험 결과 초음파 분산과 분산제를 사용한 시험체인 U-A0.5와 분산제만을 사용한 N-A0.5가 다른 시험체에 비해 높은 강도를 보이는 것을 확인하였으며 분산 방법에 따라 MWCNT의 분산 효율이 섬유보강 시멘트복합체의 기계적 성능 향상에 미치는 영향을 조사하였다.

전자파차폐용 멀티스케일 하이브리드 복합재의 설계 및 제조 (Design and Manufacturing of Multiscale Hybrid Composites for Electromagnetic Interference Shielding)

  • 공조엘;김명수;박형욱;박영빈;정영복;정호순
    • Composites Research
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    • 제24권6호
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    • pp.25-30
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    • 2011
  • 본 연구에서는 유리섬유, 탄소섬유 및 유리섬유-탄소섬유 복합재에 MWCNT층을 삽입하는 경우 복합재의 전자파차폐 물성에 대한 연구를 수행하였다. 유리섬유 복합재의 경우, $200mm{\times}200mm$ 면적에 0.1~0.2 g의 MWCNT를 도포했을 때 (1.8~3.6 ${\mu}m$ 두께) 전자파차폐효과가 현격히 증가함을 발견하였다. 아울러, 두개 이상의 MWCNT층을 삽입하는 경우, 이들을 분산배치 하는 것 보다는 복합재 중앙에 집중배치 하는 것이 더 효과적이었다. 반면, 탄소섬유 및 유리섬유-탄소섬유 복합재의 경우, MWCNT층이 전자파차폐효과에 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. MWCNT를 비롯한 탄소나노소재를 전자파차폐용 소재로 효과적으로 활용하기 위해서는, 탄소나노소재의 첨가에 의한 다양한 전자파차폐 메커니즘 간 상관관계를 이해하는 것이 중요하다.

Effect of Moisture Absorption on the Flexural Properties of Basalt/CNT/Epoxy Composites

  • Kim, Man-Tae;Rhee, Kyong-Yop;Kim, Hyeon-Ju;Jung, Dong-Ho
    • Carbon letters
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    • 제13권3호
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    • pp.187-189
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    • 2012
  • This study investigates the flexural properties of multi-walled carbon nanotube (MWCNT) reinforced basalt/epoxy composites under conditions with and without moisture absorption. The basalt/CNT/epoxy composites were fabricated using 1 wt% silanized MWCNTs and kept in seawater for over 4 months. The flexural properties of the moisture absorbed specimens were evaluated and compared with those of dry specimens. The flexural properties of basalt/CNT/epoxy composites were found to decrease with moisture absorption. The flexural strength and modulus of moisture absorbed specimens were 22% and 16% lower, respectively, than those of the dry specimen. Scanning electron microscope examination of the fracture surfaces revealed that the decreases of flexural properties in the moisture absorbed specimen were due to the weakening of interfacial bonding from swelling of the epoxy matrix.

전기방사법을 이용한 고분자 나노섬유의 합성과 다중벽 탄소나노튜브의 혼합을 통한 물리적 강도 향상 (Reinforcing Polymer Nanofibers Through Incorporation of Multi-walled Carbon Nanotubes)

  • 이미현;송우석;김유석;장성원;최원철;박종윤
    • 한국진공학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.41-47
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    • 2012
  • 본 연구에서는 전기방사법(electrospinning method)을 이용하여 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotubes, MWCNTs)가 첨가된 polyacrylonitrile (PAN)과 poly (methyl methacrylate) (PMMA) 고분자 복합 나노섬유를 합성하였다. 합성 과정에서 고분자 물질의 농도와 인가전압의 변화가 나노섬유의 합성에 미치는 영향을 조사하여 최적화된 고분자 나노섬유 합성 조건을 확립하였다. 또한, MWCNTs의 첨가량의 변화에 따른 복합 나노섬유의 구조적 특징을 주사전자현미경(scanning electron microscopy)과 투과전자현미경(transmission electron microscopy)을 통해 분석하였으며, 기계적 강도를 조사하였다. 5 wt%의 MWCNTs가 첨가된 경우, 인장강도(tensile strength)와 영률(Young's modulus)이 PAN 복합 나노섬유는 500%, 27% 향상되었으며, PMMA 복합 나노섬유는 250%, 1,017% 향상된 것을 확인할 수 있었다.

금 나노입자/폴리(maleic anhydride) 그래프트 탄소나노튜브에 글루코스 옥시다아제 담지를 기반으로 한 글루코스 바이오센서 (A glucose biosensor based on deposition of glucose oxidase onto Au nanoparticles poly(maleic anhydride)-grafted multiwalled carbon nanotube electrode)

  • 박명화;손평수;장주환;최성호
    • 분석과학
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    • 제23권2호
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    • pp.165-171
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    • 2010
  • 글루코스 옥시다아(GOx)제 고정화 바이오센서를 두 가지 방법으로 제조 하였다. 첫 번째 방법은 폴리(maleic anhydride) 그래프트 탄소나노튜브(PMAn-g-MWCNT) 전극에 감마선 조사법으로 제조 된 Au 나노입자를 물리적으로 흡착시킨 후, GOx을 고정화 시켜 바이오센서를 제조한 경우이고, 다른 하나는 PMAn-g-MWCNT 전극에서 Au 이온을 전기화학적으로 환원시켜 Au 나노입자를 코팅 시키고, 그 위에 GOx을 고정화 시켜 바이오센서를 제조 한 경우이두. 제조된 바이오센서에 대해 효율 평가를 수행 하였는데, 물리적 흡착법으로 제조된 전극의 경우 검출 범위는 $30\;{\mu}M\sim100\;{\mu}M$이었으며, 검출한계는 $15\;{\mu}M$이었다. 또한 ascorbic acid와 uric acid에 대한 검출한계는 7.6%이었다. 물리적으로 Au 나노입자가 흡착된 전극의 경우가 글루코스 측정에 매우 우수한 전극임을 확인 하였다.