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문제 정의
- CNT는 미세한 다공질의 넓은 표면적을 지닌 소재이므로, 뛰어난 이온과 가스의 흡착 물질로 연구가 되고 있다⑸ 이와 같은 연구에 기인하여 CNT 복합 소재를 부식 등과 같은 재료의 화학적인 변화나 오염 등을 측정하는 센서로 활용하기 위한 기초실험을 수행하였다. Fig.
- 그러나 이들 방법은 100% CNT를 이용하거나 그 제조 방법이 고가 이므로 공학적인 응용에 현재까지는 어렵다고 사료된다. 그러므로 본 연구에서는 경제적인 벌크 재료의 개발을 위하여 CNT 입자를 충진재 (filler)로 활용하여 기저 (matrix) 고분자 재료와 혼합된 복합 재료형태인 스마트 벌크 재료(smart bulk material)를 개발 하였다.7)이 복합소재가 나노 재료의 특성을 잘 반영하기 위해서는 기저 재료 내에 CNT가 고르게 분포하여야 한다.
- 제한적인 한계성을 내포하고 있다. 따라서 본 논문에서는 센서로서 우수한 특성을 지니고 있는 CNT를 공학적인 응용이 수월하도록 간단하며 경제적인 계측 방법을 연구하였다 이를 위하여 본 논문에서는, 저자에 의하여 개발된 CNT 스마트 복합재료와 이를 이용하여 제작된 센서 연구에 기초하여 7, 8, U), 센서의 전기적 임피던스 변화 측정을 이용한 계측법을 연구하고 이를 구조물의 건전성 감시 (structural health monitoring)에 적용하는 기초연구를 하였다.
- 중요하다. 따라서 본 장에서는 CNT 스마트 복합소재를 이용하여 제작한 새로운 구조물 건전성 감시용 나노 센서의 센싱 특성을 연구하였다. CNT를 센서로 활용한 기존 연구 중에서 AFM 이나 라만 분광법과 같은 측정 방법은 경제적이며 간단한 측정의 원리가 요구되는 공학 현장에서 사용되기에는 제한적인 문제점을 지니고 있다.
- 본 연구에서는 나노 스마트 복합 소재 (nano smart composite)로 제작된 센서의 전기적 임피던스(electrical impedance) 변화에 의한 측정 특성을연구하여 구조물의 건전성 감시에 적용 가능성을 제시하였다. 센서는 폴리머를 기저 재료(matrix)로 사용하여 나노 입자인 탄소나노튜브 (carbon nanotubes, CNT)를 벌크(bulk) 재료화 시켜 제작을하였다.
가설 설정
- 그러므로 본 연구에서는 경제적인 벌크 재료의 개발을 위하여 CNT 입자를 충진재 (filler)로 활용하여 기저 (matrix) 고분자 재료와 혼합된 복합 재료형태인 스마트 벌크 재료(smart bulk material)를 개발 하였다.7)이 복합소재가 나노 재료의 특성을 잘 반영하기 위해서는 기저 재료 내에 CNT가 고르게 분포하여야 한다. 그러나 분말의 형태로 존재하는 일반적인 CNT는 반데르 발스 힘으로 서로 뭉쳐져서 존재하고 있으므로, 이를 충진재로 이용하기 위한 분산 (dispersion)처리를 한다.
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