나노기술 및 정책 정보

• 목록

중국 중베이(中北) 대학교, 스촨(四川) 대학교와 정저우(鄭州) 대학교 연구팀은 최근 공동 연구를 통해 자체 조립 방법을 이용하여 분층(分層) 코어 쉘 구조와 수직 배열이 된 그래핀 변두리 평면의 3차원(3D) 환원 산화 그래핀/니켈(rGO/Ni) 나노 섬유를 개발하는데 성공함.

전자기파 멀티 기능 니켈 체인은 3D 나노 섬유를 형성하는 프레임워크가 되며, 2D rGO 나노 시트를 1D Ni 체인 상에 코팅하고 정전기 자체 조립과 결합된 환원 방법을 사용하면 3D rGO/Ni 나노 섬유를 형성할 수 있으며, 원시적인 Ni 체인 혹은 rGO 박편(薄片)에 비해 독특한 수직 배열 그래핀 변두리 평면은 3D rGO/Ni 나노 섬유로 하여금 더욱 큰 비 표면적과 3D 나노 섬유 간의 교착 구역을 보유하게끔 하는 것으로 나타났음.

분층(分層) 코어 쉘 구조는 rGO와 Ni 체인 사이에 풍부한 인터페이스를 제공하며, 3D rGO/Ni 나노 섬유에 효과적인 인터페이스 극화 소모를 부여하는 것으로 나타났음.

연구팀은 관련 연구를 통해 3D rGO/Ni 나노 섬유는 우수한 마이크로파 흡수 성능을 보유하고 있다는 점을 발견하였으며, 2mm 두께 하에서 15 wt％ 나노 섬유만 함유한 최소 반사 소모는 –50.52 dB 수준에 달하고, 효과적인 흡수 밴드 폭은 4.2 GHz 수준에 달한다는 점을 입증하였음.

그 외, 3D rGO/Ni 나노 섬유는 특수한 변두리 평면 구조를 가지고 있기 때문에 우수한 분산성을 보이는 것으로 나타났으며, 연구팀의 이번 연구는 고성능 마이크로파 흡수 소재 디자인을 위한 전략을 제공하였으며, 동 전략은 전자보호 과정에서 효과적으로 응용될 수 있을 것으로 전망됨.

연구팀은 간단한 습식 방법을 통한 화학 합성과 정전기 자체 조립 방법으로 분층(分層) 코어 쉘 구조와 수직 배열의 그래핀 변두리 평면을 보유한 3D rGO/Ni 나노 섬유를 합성하는데 성공하였으며, 연구팀이 개발한 독특한 3D rGO/Ni 나노 섬유는 큰 비 표면적과 효과적인 인터페이스 극화 소모를 보유하고 있기 때문에 효율성이 매우 높은 마이크로파 흡수 특성을 보이는 것으로 나타났음.

rGO/Ni 질량 비례에 대한 조절을 통해 나노 섬유의 3D 미시 구조와 흡수 성능을 간단하게 제어할 수 있는 것으로 나타났으며, rGO/Ni 질량 비례가 1:3일 경우 15 wt％rGO/Ni 나노 섬유만 함유한 상황에서 –50.52 dB 감퇴를 실현할 수 있을 뿐만 아니라 2.0mm의 비교적 얇은 두께에서 효과적인 흡수 밴드 폭이 4.2 GHz 수준에 달하는 것으로 나타났음.

연구팀은 이번 연구를 통해 효율적인 전자 디바이스 보호에 적용할 수 있는 고성능 마이크로파 흡수 소재 디자인 및 개발을 위한 전략을 제시하였음.

본 연구 성과는 ‘Carbon’ ("Self-assembled reduced graphene oxide/nickel nanofibers with hierarchical core-shell structure for enhanced electromagnetic wave absorption") 지에 게재됨.