초록 ▼

• 본 연구는 친환경 소재인 나노셀룰로오스를 바탕으로 친환경 나노복합재료개발을 진행하였으며 기계적 강도가 증가하였음
• 나노셀룰로오스는 친수성이므로 고분자 matrix와의 결합력이 약하여 표면개질을 통해 이종재료간의 결합력을 증대시킬 수 있는 공정 개발
• 통상적으로 분석하기 까다로운 나노 복합재료를 RVE 모델을 바탕으로 미시구조분석을 진행하여 나노 복합재료의 효과적인 분석방법론을 정립함.
• 개발한 나노셀룰로오스 복합재료를 바탕으로 각종 분석시험을 바탕으로 신소재의 화학적 특성 및 물리적 물성을 분석함
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• 본 연구는 친환경 소재인 나노셀룰로오스를 바탕으로 친환경 나노복합재료개발을 진행하였으며 기계적 강도가 증가하였음
• 나노셀룰로오스는 친수성이므로 고분자 matrix와의 결합력이 약하여 표면개질을 통해 이종재료간의 결합력을 증대시킬 수 있는 공정 개발
• 통상적으로 분석하기 까다로운 나노 복합재료를 RVE 모델을 바탕으로 미시구조분석을 진행하여 나노 복합재료의 효과적인 분석방법론을 정립함.
• 개발한 나노셀룰로오스 복합재료를 바탕으로 각종 분석시험을 바탕으로 신소재의 화학적 특성 및 물리적 물성을 분석함
• 시멘트와 나노셀룰로오스로 구성된 나노복합재료의 굽힘강도는 기존 시멘트보다 증가하였으며 동시에 밀도가 감소되어 비강도가 증가되었음.
• 유한요소법을 이용한 위상최적화를 통해 철도 운행 시 복합적인 하중에 대한 최적의 형상을 제안하며, 실제 철도 운행 시 발생되는 가진 주파수를 활용하여 검증을 하였음.

(출처 : 요약서 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 5
• 목차 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 가. 연구 개발의 목적 및 필요성 ... 9
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 11
• 가. 나노-재활용 복합소재 제작 및 공정연구 ... 13
• (1) 나노 셀룰로오스 복합재료 구성 요소 ... 13
• 나. 침목 구조해석 및 주요 설계 인자 도출 ... 22
• (1) 형상 디자인 ... 22
• (2) 해석 평가 ... 26
• 다. 나노-재활용 복합소재 침목적용을 위한 강도 증가 연구 ... 31
• (1) 나노 셀룰로오스 미시구조역학적 분석 및 최적화기법을 통한 확률론적 물성 파라미터 도출 ... 31
• (2) Cellulose nanofibrils(CNF)과 Cement 및 콘크리트 연구 ... 67
• 라. 나노-재활용 복합소재 친환경성 종합평가 ... 72
• (1) 시료 준비 ... 72
• (2) 실험 결과 ... 78
• 마. 내부 보강재 구조설계 및 해석 ... 86
• (1) 시뮬레이션 절차 ... 86
• (2) RVE model의 탄성계수 예측 결과 및 분석 ... 92
• (3) 결과 요약 ... 98
• 바. 침목 진동 저감 설계 및 해석 ... 99
• (1) Modal Analysis ... 99
• 사. 연구결과 ... 104
• (1) 기술적 성과 ... 104
• (2) 경제적 성과 ... 106
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 109
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 112
• 가. 추가연구의 필요성 ... 112
• (1) 셀룰로오스를 활용한 고분자 나노복합재료 개발 및 미시구조 분석 ... 112
• (2) 셀룰로오스를 활용한 천연나노 섬유보강 콘크리트 ... 112
• (3) Fiber reinforced composite의 물성 예측에 관한 추가연구 ... 113
• 나. 타 연구 응용 ... 113
• 다. 기업화 추진 방안 ... 114
• 붙임. 참고문헌 ... 115
• 끝페이지 ... 118