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제안 방법
- 본 연구에서는 고분자 복합소재의 항균성 및 기계적 특성을 향상시키고자 탄소나노튜브 표면에 니켈 금속을 코팅하였으며, ZnO 항균 필러를 함께 도입하여 하이브리드 필러 나노복합소재를 제작하였다. 니켈은 시간에 따라 탄소나노튜브 표면에 도금처리 되었으며, 도금된 니켈의 형상 및 변화는 XRD, SEM 및 TGA 분석을 통하여 확인하였다. 가장 높은 니켈 코팅 함량을 보이는 5NC를 사용하여 나노복합소재 시편을 제작하였으며, 제작된 나노복합소재의 기계적 강도를 평가 하였다.
- 따라서 본 연구에서는 세균에 대한 뛰어난 항균성능을 보이는 ZnO소재와 살균능력을 가진 니켈 및 구리와 같은 금속을 탄소나노튜브 표면에 도금하여 고분자 플라스틱에 첨가한 나노복합소재를 제작하였으며, 이에 따른 나노복합소재의 항균성능과 기계적 강도를 확인하였다.
- TGA는 산소(Air) 분위기에서 10 ℃/min 승온 속도로 실시하였다. 또한, 산처리 및 니켈 도금된 탄소나노튜브를 비교 분석함으로써, 니켈 도금이 탄소나노튜브의 열적 특성에 미치는 영향을 확인하였다. Figure 4 (b)에서 산처리 된 탄소나노튜브는 온도의 증가에 따라 표면 산화 반응이 일어났으며, 약 550 ℃에서 열분해가 시작되어 약 700 ℃에서 반응이 종료되었다.
- 본 연구에서는 고분자 복합소재의 항균성 및 기계적 특성을 향상시키고자 탄소나노튜브 표면에 니켈 금속을 코팅하였으며, ZnO 항균 필러를 함께 도입하여 하이브리드 필러 나노복합소재를 제작하였다. 니켈은 시간에 따라 탄소나노튜브 표면에 도금처리 되었으며, 도금된 니켈의 형상 및 변화는 XRD, SEM 및 TGA 분석을 통하여 확인하였다.
대상 데이터
- , Japan)는 질산을 통해 각각 표면의 불순물을 처리하였다. 복합소재의 항균성능을 위해서 zinc oxide (ZnO, DEAJUNG Chem., Korea)를 정제과정 없이 구입한 그대로 사용하였다. 탄소나노튜브의 도금처리를 위해 사용된 무전해 니켈 도금액은 영인플라켐(ENF, Young-In Plachem Co.
- 본 실험에서 제조된 복합소재의 고분자 기지로는 polypropylene(PP, LOTTE CHEMICAL CORPORATION Co., Korea)을 사용하였으며, 기계적 강도의 향상을 위해 multi walled carbon nanotube (MWCNTs, KUMHO Co., Korea), Carbon fibers (T300, Toray Advanced Materials Co., Japan)는 질산을 통해 각각 표면의 불순물을 처리하였다. 복합소재의 항균성능을 위해서 zinc oxide (ZnO, DEAJUNG Chem.
- Figure 5는 고분자 내 탄소계 충전재의 함량에 따른 시편의 인장강도(tensile strength)와 탄성률(Young’s modulus)을 나타낸 결과이다. 시편은 탄소나노튜브와 탄소섬유의 함유량에 따라 각각 3개의 시편을 제작 및 실험하였다. 먼저 Figure 5 (a)의 인장강도는 탄소나노튜브 0.
- , Korea)를 정제과정 없이 구입한 그대로 사용하였다. 탄소나노튜브의 도금처리를 위해 사용된 무전해 니켈 도금액은 영인플라켐(ENF, Young-In Plachem Co., Korea)에서 구입하여 사용하였다.
데이터처리
- 니켈은 시간에 따라 탄소나노튜브 표면에 도금처리 되었으며, 도금된 니켈의 형상 및 변화는 XRD, SEM 및 TGA 분석을 통하여 확인하였다. 가장 높은 니켈 코팅 함량을 보이는 5NC를 사용하여 나노복합소재 시편을 제작하였으며, 제작된 나노복합소재의 기계적 강도를 평가 하였다. 인장강도 및 탄성률은 첨가되는 탄소나노튜브의 함량이 증가 될수록 최대 36.
- 탄소나노튜브 표면에 도금된 니켈을 확인하기 위해 X선 회절 분석법(X-ray diffraction, XRD)을 이용하여 20°에서 80°까지 5 ℃/min의 스캔속도로 Cu-Kα를 사용하여 측정하였다. 니켈이 도금된 탄소나노튜브의 표면변화와 도금된 니켈을 확인하기 위해 각각 전계방사 주사 전자현미경(Field emission scanning electron microscopy, FE-SEM)과 X선분광분석기(Energy-dispersive x-ray spectroscopy, EDS)를 사용하여 측정하였다. 또한, 탄소나노튜브 표면에 도금된 니켈의 함량과 탄소나노튜브의 열 안정성 알아보기 위해 열중량 분석기(Thermogravimetric analysis, TGA, SHIMADZU, Japan)를 이용하여 Air분위기에서 10 ℃/min의 승온 속도로 측정하였다.
이론/모형
- 또한 탄소나노튜브 표면에 무전해 니켈도금된 니켈을 정성적으로 확인하기 위해서 EDS을 통하여 확인하였다. 복합소재의 인장 강도및 인장 탄성률은 ASTM D419 기준으로 측정하였으며, 충격 강도는 ASTM D6110 기준에 의거하여 측정하였다. 복합소재의 항균특성은 JIS-Z-2801 기준의 필름밀착방법으로 분석하였다.
- 복합소재의 인장 강도및 인장 탄성률은 ASTM D419 기준으로 측정하였으며, 충격 강도는 ASTM D6110 기준에 의거하여 측정하였다. 복합소재의 항균특성은 JIS-Z-2801 기준의 필름밀착방법으로 분석하였다. 복합소재 시편은 34 ℃-36 ℃에서 시험균인 황색포도상구균 및 대장균을 시편의 표면에 24 h 정치 배양 후의 남아있는 균수를 계산하여 항균 활성치를 측정하였다.
- 탄소나노튜브 표면에 도금된 니켈을 확인하기 위해 X선 회절 분석법(X-ray diffraction, XRD)을 이용하여 20°에서 80°까지 5 ℃/min의 스캔속도로 Cu-Kα를 사용하여 측정하였다. 니켈이 도금된 탄소나노튜브의 표면변화와 도금된 니켈을 확인하기 위해 각각 전계방사 주사 전자현미경(Field emission scanning electron microscopy, FE-SEM)과 X선분광분석기(Energy-dispersive x-ray spectroscopy, EDS)를 사용하여 측정하였다.
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