초록 ▼

전자빔가속기를 이용한 탄소나노튜브 (CNT) 표면 조사 및 전자빔에 의한 구조 분석을 수행하였다. CNT의 절단, 분산에 의한 CNT powder 박박을 제작하였으며, 다양한 에너지와 외부환경(온도, oxygen)에 따른 CNT 접합 조건 및 타 전자빔 시설과의 차이를 분석하였다. 또한 전자빔의 Dose와 energy 조건에 따라서 대량으로 분자 접합을 생산할 수 있는지 관찰하였으며, 위 조건에 따라서 탄소 나노튜브의 표면 및 구조가 어떤 변화를 보여주는지 조사하였다. 또한 접합된 구조와 특성을 연구하였다. 전산모사를 통한 CNT와

전자빔가속기를 이용한 탄소나노튜브 (CNT) 표면 조사 및 전자빔에 의한 구조 분석을 수행하였다. CNT의 절단, 분산에 의한 CNT powder 박박을 제작하였으며, 다양한 에너지와 외부환경(온도, oxygen)에 따른 CNT 접합 조건 및 타 전자빔 시설과의 차이를 분석하였다. 또한 전자빔의 Dose와 energy 조건에 따라서 대량으로 분자 접합을 생산할 수 있는지 관찰하였으며, 위 조건에 따라서 탄소 나노튜브의 표면 및 구조가 어떤 변화를 보여주는지 조사하였다. 또한 접합된 구조와 특성을 연구하였다. 전산모사를 통한 CNT와 CNT간 percolation 조건과 cross linked CNT의 전극 형성 조건을 분석하여, rod-type, cross-linked된 CNT의 percolation threshold를 정량적으로 비교하였으며, shear에 노출된 경우 olecular junction의 CNT 필름의 전도성에 대한 영향을 살펴보았다.

Abstract ▼

Carbon nanotube-polymer composites have been of great interest due to unique physical and electronic properties. When CNTs are mixed with polymer, high conductive film can be developed. But, the low miscibility of CNTs in polymer has been a stumbling block for the its application. The modification t

Carbon nanotube-polymer composites have been of great interest due to unique physical and electronic properties. When CNTs are mixed with polymer, high conductive film can be developed. But, the low miscibility of CNTs in polymer has been a stumbling block for the its application. The modification technique of CNT has been, therefore, an issue of great importance to facilitate the industrial application of CNT. In order to improve the miscibility of CNTs, novel techniques for do-bundling of CNTs with minimal amounts of physical defects are required. In this study, we used energized electron beam on the CNT powders to weld two CNTs, thus mass-producing welded CNTs, which are expected to enhance the miscibility and the conductivity. We also illustrate how to enhance the conductivity using welded CNTs by carrying out Monte Carlo simulations and theoretical studies for CNT molecular junctions. We found that when molecular junctions made of CNTs were mixed with CNTs, the minimum concentration of CNTs for a finite electric conductivity of composites was significantly decreased, thus increasing both conductivity and transparency To summarize the results, an attempt was made using electron beam irradiation method to develop carbon nanotube molecular junctions, which are expected to increase the conductivity and transparency of CNT-polymer composites. When irradiated with high energy electrons, the surface of CNTs are damaged significantly but nearby oxygen occupies such defects quite quickly preventing the formation of CNT molecular junctions. In the future work, a new method will be necessary to decrease the oxygen pressure and to enable the high temperature annealing. Molecular modeling was also carried out to predict the effect of molecular junctions on the conductivity of polymer composites. According to molecular modeling, molecular junctions would decrease the percolation threshold concentration of CNTs, thus enhancing both conductivity and transparency significantly

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...7
• 목차...9
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ...10
• 제 1 절 기술적 측면...10
• 제 2 절 경제적 측면...11
• 제 3 절 사회적 측면...11
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ...13
• 제 1 절 국내외 기술 개발 현황...13
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ...15
• 제 1 절 전자빔 조사에 의한 CNT 접합기술...15
• 제 2 절 균일한 대량 CNT 접합 조건 구축...18
• 제 3 절 전산모사에 의한 cross-linked CNT의 성능 비교 평가...20
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...26
• 제 1 절 최종 목표...26
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ...29
• 제 1 절 경제.산업적 측면...29
• 제 2 절 사회적 측면...29
• 제 3 절 기술적 측면...29
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...30
• 제 1 절 Kirk J. Ziegler, Electron-induced cutting of single-walled carbon nanotubes, Carbon, 47, 1, (2008)...30
• 제 2 절 Composites Science and Technology (vol.63, 1835, 2003)...30
• 제 3 절 Journal of Applied Physics (vol.94, 6034, 2003)...31
• 제 4 절 Journal of Applied Physics (vol.103, 014910, 2008)...32
• 제 7 장 참고문헌 ...33
• 연구개발 요약서...36
• 연구결과활용계획서...38
• 보고서 배표 결과서...49