다공성 열가소성 고분자/탄소나노튜브 박막 제조 연구

Abstract

다양한 다공성 재료에 관한 연구가 많은 관심을 모으며 활발히 진행되고 있다. 다공성 재료는 단위부피당 표면적이 크고 가벼우며 열적, 전기적 절연성이 좋은 장점들이 있어서 촉매 담지제, 흡착제, 필터, 크로마토그래프, 경량구조재료, 다양한 절연체 등으로 이용될 수 있다. 다공성 재료를 만드는 다양한 방법들이 있지만 본 연구는 고분자 용액표면에 물방울을 응축시켜 다공성 박막 재료를 제조하는 방법을 개발하였다. 만들어진 기공의 크기는 고분자용액의 농도, 습도 등의 여러 가지 실험적 요인들을 통해 조절 가능하다. 탄소나노튜브는 원주가 불과 수십 개의 탄소원자로 이루어진 반면, 길이는 수 마이크로에 달하므로 종횡비가 매우 큰 이상적인 일차원 시스템을 나타낸다. 이러한 구조로 인해 탄소나노튜브는 우수한 기계적, 전기적, 자기적, 광학적, 열적 특성을 가진다. 특히 본 연구에서는 탄소나노튜브의 기계적 특성을 활용하여 열가소성 고분자의 기계적 특성을 향상시키고자 하였다. 탄소나노튜브를 함유하고 있는 고분자용액을 이용하여 이 고분자용액의 표면에 물방울을 응축시켜 탄소나노튜브를 함유하고 있는 다공성 열가소성/탄소나노튜브 복합재 필름을 제조하였다. 본 연구에서는 탄소나노튜브의 함량에 따른 필름의 기계적 거동의 향상을 살펴보았으며, 탄소나노튜브의 함유가 기공형성에 있어서 그 크기의 조절에 영향을 미친다는 것을 살펴보았다.