나노기술 및 정책 정보

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나노 충전재 증강 탄소 베이스 나노 복합 소재(nano-filler/Cs)는 무게가 가볍고 비교 강도가 높기 때문에 극단적인 온도 조건 하에서의 전자기 차폐 간섭(EMI) 등 강점을 보유하고 있기 때문에 우주항공, 군수 분야에서 거대한 응용 잠재력을 보유하고 있는 상황임.

많은 과학자들은 열분해 탄소를 탄소 나노튜브(CNT) 속에 침투시켜 CNT/Cs를 제조하고 주목할 만 한 연구 성과를 취득한 상황이지만 지금까지 우수한 기계 및 EMI 차례 성능을 보유한 Nanofiller/C를 개발하지 못한 상황임.

중국 산시(陝西) 과학기술 대학교 소재과학 및 공정대학 펑레이(馮雷) 교수 연구팀은 최근 관련 연구를 통해 CNT-그래핀(CNT-G)의 3D 코어 쉘 나노 충전재를 열 탄소 시스템 속에 결합시켜 신형 벌집 CNT-G/Cs를 개발하는데 성공하여 이슈가 되고 있는 상황임.

코어 쉘 CNT-G는 절단 과정에서 뚜렷한 균열 첨단 둔화와 균열 무늬 변형을 발생시켜 CNT-G/Cs로 하여금 최적화 C층 역학(力學) 성능을 뚜렷이 향상시키는 것으로 나타났는데 다공성 둔화 탄소에 비해 휘어지는 강도는 43.2% 수준에 달하고 절단 인성(靭性)은 102.7%에 달하는 것으로 나타났음.

그 외, 도입한 CNT-G는 X 주파수 대역의 EMI 차폐 효과(SE)를 26.6dB 수준에서 45.3dB 수준으로 향상시켜 SE의 높은 비교 수치를 43.1dB cm3/g 수준에 도달시키고, 초저(超低) 밀도를 1.05g/cm3 수준에 도달시키고, 우수한 차폐 능력은 주로 전도성 G 프레임워크로 인해 특수한 G-CNT 매듭 인터페이스와 독특한 벌집 구조로 통해 흡수 소모를 뚜렷이 향상시키는 것으로 나타났음.

연구팀은 이번 연구를 통해 CNT-G의 증강과 기능 및 코어 쉘 구조의 인성 증강 역할과 결합된 밝은 전망을 보유한 초경(超輕) 고성능 나노 충전재/C 응용 방법을 제공하였음.

연구팀은 코어 쉘 CNT-G를 열 탄소 시스템 속에 섞어 신형 벌집 CNT-G/Cs를 개발하였는데 동 신형 벌집 CNT-G/Cs는 기계 및 EMI 차폐 성능 면에서 우수한 성능을 보유하고 있는 것으로 나타났으며, 일상적인 탄소 공정 소재보다 가벼운 특징을 나타냈음.

신형 벌집 CNT-G/Cs의 경질(輕質), 높은 비교 강도와 특정 EMI SE 종합 특징을 보유하고 있는 것으로 나타났으며, 신형 벌집 CNT-G/Cs는 향후 항공, 우주, 군수 분야에서 폭넓은 응용을 실현하게 될 것으로 전망됨.

본 연구 성과는 ‘Carbon’ ("Development of light cellular carbon nanotube@graphene/carbon nanocomposites with effective mechanical and EMI shielding performance") 지에 게재됨.