KR101872720B1 - A method for preparation of Ultra-Strong Single-Walled Carbon Nanotube)/polymer composite Filament and Ultra-Strong Single-Walled Carbon Nanotube)/polymer composite Filament by the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일벽 탄소나노튜브 및 고분자 혼합용액을 습식 방사법(wet spinning)을 이용하여 고강도의 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트를 제조하는 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 단일벽 탄소나노튜브/ 고분자 복합체 필라멘트에 관한 것이다.
본 발명에 의한 단일벽 탄소나노튜브/ 고분자 복합체 필라멘트는 단일벽 탄소나노튜브를 고분자가 감싸면서 필라멘트를 형성하고 이에 따라 고분자가 수분을 흡수하면 전도도가 변화되어 의복 등에 부착하여 착용할 수 있는 섬유 기반의 습도센서 등에 사용될 수 있다. The present invention relates to a method for producing a high strength single wall carbon nanotube / polymer composite filament and a high strength single wall carbon nanotube / polymer composite filament manufactured thereby. More particularly, Walled carbon nanotube / polymer composite filament using wet spinning and a single-walled carbon nanotube / polymer composite filament produced thereby.
The single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to the present invention is a single-walled carbon nanotube / polymer composite filament having a filament formed by wrapping a single-walled carbon nanotube in a polymer filament and absorbing moisture, A humidity sensor of the < / RTI >
Description
본 발명은 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일벽 탄소나노튜브 및 고분자 혼합 용액을 습식 방사법(wet spinning)으로 고강도의 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트를 제조하는 방법 및 이에 의하여 제조된 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a high strength single wall carbon nanotube / polymer composite filament and a high strength single wall carbon nanotube / polymer composite filament manufactured thereby. More particularly, Walled carbon nanotube / polymer composite filament by wet spinning and a high strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament produced thereby.
탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT)는 높은 기계적, 전기적, 열적 성질 등으로 인하여 전기화학적 에너지 저장 재료, 분자 전자 재료, 센서 재료, 구조 재료 등 다양한 분야에서 응용이 가능할 것으로 제안되어 왔다. 특히, 탄소나노튜브를 이용하여 탄소나노튜브 필라멘트를 제조할 경우, 탄소나노튜브의 구조적 특징과 우수한 기계적 물성 때문에, 탄소나노튜브 필라멘트가 기존의 아라미드 섬유나 초고분자량 폴리에틸렌 섬유, 탄소섬유 등과 같은 슈퍼섬유에 비해 훨씬 높은 고강도, 고탄성을 가질 것으로 예상되고 있다. Carbon nanotubes (CNTs) have been proposed to be applicable in various fields such as electrochemical energy storage materials, molecular electronic materials, sensor materials, and structural materials due to their high mechanical, electrical and thermal properties. Particularly, when carbon nanotube filaments are manufactured using carbon nanotubes, the carbon nanotube filaments can be used as super fibers such as conventional aramid fibers, ultra high molecular weight polyethylene fibers, and carbon fibers because of the structural characteristics and excellent mechanical properties of the carbon nanotubes. It is expected to have a higher strength and a higher elasticity than those of the conventional art.
그러나 현재까지의 기술로는 탄소나노튜브의 우수한 물성들은 개별 탄소나노튜브만으로 제한되어 있으며, 기존의 탄소나노튜브가 갖고 있는 성질에 훨씬 미치지 못하는 탄소나노튜브 필라멘트만을 제조할 수 있는 상황이어서 우수한 물성을 나타내는 탄소나노튜브 필라멘트를 생산하기가 쉽지 않다. However, to date, the excellent properties of carbon nanotubes have been limited to individual carbon nanotubes, and only carbon nanotube filaments, which are less than the properties of conventional carbon nanotubes, can be manufactured. It is not easy to produce carbon nanotube filaments.
탄소나노튜브 필라멘트가 우수한 물성을 갖는 것을 저해하는 근본적인 이유는 탄소나노튜브 필라멘트를 구성하는 탄소나노튜브 사이의 약한 계면 결합력 때문이다. 개별의 탄소나노튜브가 매크로한 집합체인 탄소나노튜브 필라멘트를 형성하면서 인접한 탄소나노튜브 간에 약한 전단 특성 (shear properties)이 존재하고, 또한 탄소나노튜브를 구성하는 탄소-탄소 원자 사이의 sp2 결합이 매우 안정한 탄소-탄소 결합구조이기 때문에 다른 물질과 호환성(compatibility)이 좋지 않아서 탄소나노튜브 필라멘트를 구성하는 인접 탄소나노튜브 사이의 약한 계면 결합을 야기하기 때문이다. 이로 인해, 탄소나노튜브 필라멘트는 이론적으로 예상되는 기계적 물성보다 낮은 물성을 나타내게 된다.The fundamental reason for inhibiting the excellent properties of carbon nanotube filaments is due to the weak interfacial bonding strength between the carbon nanotubes constituting the carbon nanotube filaments. Low shear properties between the adjacent carbon nanotubes and form the one of the individual carbon nanotubes, a carbon nanotube aggregate macro filament (shear properties) is valid, and also the carbon of the carbon nanotube - sp 2 carbon atoms between Since the bonding is a very stable carbon-carbon bond structure, compatibility with other materials is not good, which causes weak interfacial bonding between adjacent carbon nanotubes constituting the carbon nanotube filament. As a result, the carbon nanotube filament exhibits lower physical properties than the theoretically expected mechanical properties.
따라서 각각의 탄소나노튜브 간을 가교 또는 계면결합력을 향상시켜 줄 수 있는 화학적인 결합을 형성하여 탄소나노튜브 사이의 계면결합력을 향상시켜 줄 경우 기계적 물성이 크게 향상된 탄소나노튜브섬유를 제조할 수 있을 것으로 고려된다. Therefore, when the interfacial bonding force between the carbon nanotubes is improved by forming a chemical bond capable of improving the cross-linking or interfacial bonding between the respective carbon nanotubes, the carbon nanotube fibers having improved mechanical properties can be manufactured .
탄소나노튜브 필라멘트는 고분자에 탄소나노튜브가 혼합되어 복합체로 만들어지는 것과 순수하게 탄소나노튜브만으로 제조되는 것으로 나눌 수 있다. 전자의 경우는 탄소나노튜브를 기지 물질인 고분자를 용매 또는 열로 녹인 후 탄소나노튜브와 혼합하여 복합재료로 제조하며 탄소나노튜브의 분산기술이 핵심기술이며, 후자의 경우에는 기판위에 탄소나노튜브를 생성 후에 후공정을 통하여 필라멘트를 만드는 방법이 대표적이다.Carbon nanotube filaments can be divided into two types: a composite of polymer and carbon nanotubes, and a pure carbon nanotube. In the former case, carbon nanotubes are dissolved in a solvent or heat and then mixed with carbon nanotubes to produce a composite material. Carbon nanotube dispersion technology is a core technology. In the latter case, carbon nanotubes After production, a method of making filament through post-process is representative.
탄소나노튜브 용액을 주사기를 이용하여 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, PVA) 용액이 담긴 비이커에 방사하는 방법들은 여러 문헌(Science 2000: 290:1331-1334, Carbon 2002: 40: 1741-1749, Applied Physics Letters 2002: 81:1210-1212, Nature 2003: 423: 703)에 보고되었으며, 이렇게 제조된 탄소나노튜브 필라멘트는 고분자가 혼합되어 있어서 탄소나노튜브의 고유한 특성이 발현되기 어렵다. 또한 탄소나노튜브를 용매에 분산시키기 위해서 계면활성제를 사용하므로 이는 불순물로서 탄소나노튜브 고유한 물성을 발현시키는데 장애가 된다.Methods for spinning a carbon nanotube solution into a beaker containing a polyvinyl alcohol (PVA) solution using a syringe are described in several references (Science 2000: 290: 1331-1334, Carbon 2002: 40: 1741-1749, Applied Physics Letters 2002: 81: 1210-1212, Nature 2003: 423: 703), and the carbon nanotube filaments thus produced are difficult to manifest their inherent characteristics due to the mixing of polymers. In addition, since surfactants are used to disperse the carbon nanotubes in the solvent, this is an obstacle to the inherent physical properties of carbon nanotubes as impurities.
비-연속(Batch) 방식으로서는 Jiang(Nature 2002: 419:801)이 기판 위에 탄소나노튜브를 브러쉬(brush) 형태로 생성한 후에 합성장치에서 기판을 꺼낸 후, 이들 탄소나노튜브 브러쉬를 풀어내어 탄소나노튜브 실(yarn)을 제조하였다. 이 방식은 기판 위에 탄소나노튜브를 생성해야 하므로 연속적인 생산이 어려우며, 기판의 크기에 제한이 있으므로 필라멘트의 길이에 한계가 있다. 또한, 기판에 촉매를 증착시키는 등의 별도의 공정이 필요하다.As a non-continuous method, Jiang (Nature 2002: 419: 801) generates carbon nanotubes on a substrate in a brush form, then takes out the substrate from the synthesis apparatus, Nanotube yarns were prepared. This method requires continuous production of carbon nanotubes on the substrate, and there is a limitation on the length of the filament because there is a limitation on the size of the substrate. Further, a separate process such as vapor-deposition of a catalyst on the substrate is required.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 간단한 방법으로 연속적으로 생산할 수 있는 고강도의 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a high strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament that can be continuously produced by a simple method in order to solve the problems of the conventional art.
본 발명은 또한, 본 발명의 제조 방법에 의하여 제조되고, 고분자의 swelling 현상에 따라 전기전도도가 변화하는 특성을 이용하여 습도센서에 적용할 수 있는 고강도의 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also provides a high-strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament manufactured by the manufacturing method of the present invention, which can be applied to a humidity sensor using the property of changing the electric conductivity according to the swelling phenomenon of the polymer .
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, In order to solve the above problems,
단일벽 탄소나노튜브를 계면활성제 용액에 분산시키는 단계;Dispersing the single-walled carbon nanotubes in a surfactant solution;
상기 분산된 단일벽 탄소나노튜브에 고분자 용액을 혼합하여 단일벽 탄소나노튜브 및 고분자 혼합액을 제조하는 단계; 및Mixing the polymer solution with the dispersed single wall carbon nanotubes to prepare a single wall carbon nanotube and a polymer mixture solution; And
단일벽 탄소나노튜브 및 고분자 혼합액을 습식 방사하는 단계; 를 포함하는 Wet-spinning the single-walled carbon nanotube and the polymer mixed solution; Containing
고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법을 제공한다. A method for producing a high-strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament is provided.
본 발명에 의한 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법에 있어서, 상기 단일벽 탄소나노튜브를 계면활성제 용액에 분산시키는 단계는In the method for producing a high-strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to the present invention, the step of dispersing the single-walled carbon nanotube in a surfactant solution
용매에 계면활성제를 용해시키는 단계;Dissolving the surfactant in the solvent;
상기 계면활성제 용액에 단일벽 탄소나노튜브를 분산시켜서 단일벽 탄소나노튜브 분산액을 제조하는 단계; 및Dispersing single-walled carbon nanotubes in the surfactant solution to produce a single-walled carbon nanotube dispersion; And
단일벽 탄소나노튜브 분산액에 초음파를 인가하여 분산시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.And dispersing the single-walled carbon nanotube dispersion by applying ultrasonic waves to the single-walled carbon nanotube dispersion.
본 발명에 의한 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법에 있어서, 상기 계면활성제는 소듐도데실설페이트(SDS), 소듐 옥틸벤젠 술포네이트(NaDDBS), 소듐 도데실 벤젠 설페이트(SDBS), Triton X-100 및 CTAB 중 하나를 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 상세하게는 소듐도데실설페이트를 사용하는 것이 바람직하다.In the method for producing a high-strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to the present invention, the surfactant is selected from the group consisting of sodium dodecyl sulfate (SDS), sodium octylbenzenesulfonate (NaDDBS), sodium dodecylbenzene sulfate It is preferred to use one of Triton X-100 and CTAB. More specifically, it is preferable to use sodium dodecyl sulfate.
본 발명에 의한 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법에 있어서, 상기 계면활성제는 상기 단일벽 탄소나노튜브 100 중량부당 800 중량부의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 한다.In the method for producing a high-strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to the present invention, the surfactant is mixed at a ratio of 800 parts by weight per 100 parts by weight of the single walled carbon nanotube.
본 발명에 의한 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법에 있어서, 상기 단일벽 탄소나노튜브 및 고분자 혼합액을 형성하는 단계는 상기 단일벽 탄소나노튜브 분산액에 고분자를 혼합시키는 것을 특징으로 한다.In the method of producing a high-strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to the present invention, the step of forming the single-walled carbon nanotube and the polymer mixture includes mixing the single-walled carbon nanotube dispersion with a polymer .
본 발명에 의한 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법에 있어서, 상기 고분자는 폴리비닐알코올(PVA)인 것을 특징으로 한다.In the method for producing a high-strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to the present invention, the polymer is polyvinyl alcohol (PVA).
본 발명에 의한 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법에 있어서, 상기 고분자는 수분 흡수시 팽창하는 성질을 나타내는 고분자라면 제한없이 사용하는 것이 가능하다. In the method for producing a high-strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to the present invention, the polymer may be used without limitation as long as it is a polymer exhibiting a property of expanding when water is absorbed.
본 발명에 의한 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법에 있어서, 상기 폴리비닐알코올은 분자량이 146,000 내지 186,000인 것을 특징으로 한다. In the method for producing a high-strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to the present invention, the polyvinyl alcohol has a molecular weight of 146,000 to 186,000.
본 발명에 의한 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법에 있어서, 상기 폴리비닐알코올의 분자량이 146,000보다 작아지면 기계적 강도가 떨어져 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트로 제조하여 센서로 사용하기 어렵다.In the method for producing a high strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to the present invention, when the molecular weight of the polyvinyl alcohol is less than 146,000, the mechanical strength is lowered and the single-walled carbon nanotube / polymer composite filament is used as a sensor It is difficult to do.
본 발명에 의한 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법에 있어서, 상기 단일벽 탄소나노튜브 분산액에 폴리비닐알코올을 용해하기 위하여 초음파 처리하는 것을 특징으로 한다.In the method for producing a high-strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to the present invention, ultrasonic treatment is performed to dissolve polyvinyl alcohol in the single-walled carbon nanotube dispersion.
본 발명에 의한 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법에 있어서, 상기 단일벽 탄소나노튜브 및 고분자 혼합액은 상기 단일벽 탄소나노튜브 100 중량부당 100 내지 2000 중량부의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 한다.In the method for producing a high-strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to the present invention, the single-walled carbon nanotube and the polymer mixed solution are mixed at a ratio of 100 to 2000 parts by weight per 100 parts by weight of the single-walled carbon nanotube .
본 발명에 의한 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법에 있어서, 단일벽 탄소나노튜브 및 고분자 혼합액을 습식 방사하는 단계는 단일벽 탄소나노튜브 및 고분자 혼합액을 실린지에 넣고 응고액(coagulation solution)에 방사하는 것을 특징으로 한다.In the method of producing a high-strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to the present invention, the step of wet-spinning the single-walled carbon nanotube and the polymer mixture is performed by placing the single-walled carbon nanotube and the polymer mixture into a syringe, solution.
이때 상기 응고액은 탄소나노튜브와 고분자를 고화시키면서 계면활성제를 제거하는 것을 특징으로 한다.The coagulating solution is characterized by removing the surfactant while solidifying the carbon nanotubes and the polymer.
본 발명에 의한 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법에 있어서, 상기 응고액은 아세톤 인 것을 특징으로 한다.In the method for producing a high strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to the present invention, the coagulating liquid is acetone.
본 발명에 의한 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법에 있어서, 상기 실린지의 방사 노즐의 직경은 290㎛인 것을 특징으로 한다.In the method for producing a high strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to the present invention, the diameter of the spinning nozzle of the syringe is 290 m.
본 발명에 의한 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법에 있어서, 실린지의 직경이 290㎛보다 작아지면 섬유로 제조되지 않고, 직경이 290㎛보다 커지면 섬유는 제조되나 강도가 저하된다.In the method for producing a high strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to the present invention, if the diameter of the syringe is less than 290 탆, the fiber is not made of fiber. If the diameter is larger than 290 탆, the fiber is produced but the strength is lowered.
본 발명은 또한, 본 발명의 제조 방법에 의하여 제조된 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트를 제공한다.The present invention also provides a high strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament produced by the method of the present invention.
본 발명에 의한 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트는 단일벽 탄소나노튜브가 필라멘트 길이 방향으로 배열되는 것을 특징으로 한다.The high-strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to the present invention is characterized in that single-walled carbon nanotubes are arranged in the length direction of the filament.
본 발명에 의한 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트는 상기 단일벽 탄소나노튜브를 상기 고분자가 감싸는 형상인 것을 특징으로 한다.The high strength single wall carbon nanotube / polymer composite filament according to the present invention is characterized in that the polymer surrounds the single wall carbon nanotube.
본 발명에 의한 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트는 습도에 따라 전기 저항이 변화하는 것을 특징으로 한다. The high strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to the present invention is characterized in that the electrical resistance changes according to the humidity.
본 발명은 또한, 본 발명의 제조 방법에 의하여 제조된 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트는 상기 습도에 따라 전기 저항이 변화하는 특징을 이용하여 습도센서에 적용하여 사용될 수 있다. The present invention can also be applied to a humidity sensor using a characteristic of the high strength single wall carbon nanotube / polymer composite filament manufactured by the manufacturing method of the present invention that the electric resistance varies according to the humidity.
본 발명에 의한 고강도의 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트는 간단한 방법으로 연속적으로 생산할 수 있으며, 제조된 고강도의 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트는 포함된 고분자의 swelling 현상에 따라 저항이 달라지기 때문에 민감도가 좋은 습도센서에 적용할 수 있다.The high-strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to the present invention can be continuously produced by a simple method. The produced single-walled carbon nanotube / polymer composite filament having high strength has different resistance according to the swelling phenomenon of the contained polymer. And can be applied to a humidity sensor having high sensitivity.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조방법을 나타낸 모식도 및 제조된 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 SEM 이미지이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 응력-변형도 곡선 및 인장강도시험에 대한 결과를 나타낸 것이다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 반복굽힘시험에 대한 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 Swelling 시험에 대한 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트를 면으로 된 천에 다양한 패턴을 형성한 것을 나타낸 것이다.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 상대습도에 따른 전기 저항변화를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트를 손목에 착용하고 등산하면서 시간에 따른 전기저항 변화를 측정한 결과를 나타낸 것이다.FIG. 1 is a schematic view showing a method for producing single-walled carbon nanotube / polymer composite filaments according to an embodiment of the present invention and an SEM image of the single-walled carbon nanotube / polymer composite filament manufactured.
FIG. 2 shows the results of stress-strain curves and tensile strength tests of single-walled carbon nanotube / polymer composite filaments according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows results of repeated bending tests of single-walled carbon nanotube / polymer composite filaments according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows the results of a swelling test of a single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing various patterns of a single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph illustrating a change in electrical resistance of a single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph illustrating a result of measuring the change in electrical resistance with time while wearing a single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to an embodiment of the present invention on a wrist.
이하에서는 본 발명의 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예에 의하여 더욱 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited by the examples.
<실시예> 단일벽 탄소나노튜브 고분자 복합체 필라멘트 제조<Examples> Production of single-walled carbon nanotube polymer composite filaments
단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트를 제조하기 위하여, 증류수에 계면활성제인 소듐도데실설페이트 0.1g을 증류수 10ml에 넣고 초음파를 이용하여 2분동안 용해시켰다. To prepare single-walled carbon nanotube / polymer composite filaments, 0.1 g of a surfactant, sodium dodecyl sulfate, was dissolved in distilled water in 10 ml of distilled water and dissolved by ultrasonic waves for 2 minutes.
여기에 탄소나노튜브 파우더(SA310, Nanosolution, Korea) 0.0125g을 넣고 1시간 동안 초음파를 이용하여 분산시킨다. 0.0125 g of carbon nanotube powder (SA310, Nanosolution, Korea) was added and dispersed by using ultrasonic wave for 1 hour.
그 후, 아래 표 1의 비율로 단일벽 탄소나노튜브 분산액에 폴리비닐알코올(Sigma-Aldrich, molecular weight: 146,000~186,000; 99+% hydrolyzed)을 혼합하여 95℃, 30분 동안 초음파를 이용하여 분산시킨다. Then, polyvinyl alcohol (Sigma-Aldrich, molecular weight: 146,000 ~ 186,000; 99 +% hydrolyzed) was mixed with the single-walled carbon nanotube dispersion at the ratio shown in Table 1 below and dispersed using ultrasonic wave at 95 ° C for 30 minutes. .
그 후, 제조된 단일벽 탄소나노튜브/ 폴리비닐알코올 혼합용액을 방사 노즐의 직경이 290㎛인 실린지에 옮겨넣고, 계면활성제를 제거하기 위해 아세톤에 압출하여 계면활성제가 제거된 단일벽 탄소나노튜브/ 고분자 복합체 필라멘트를 제조한다.Thereafter, the prepared single-walled carbon nanotube / polyvinyl alcohol mixed solution was transferred into a syringe having a diameter of 290 탆 and extruded into acetone to remove the surfactant to obtain a single-walled carbon nanotube / Polymer composite filaments.
<실험예 1> Stress-strain Curve 및 Tensile strength 특성 측정Experimental Example 1 Measurement of Stress-strain Curve and Tensile Strength Properties
상기 실시예에서 단일벽탄소나노튜브 및 폴리비닐알코올의 혼합 비율에 따라 제조된 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 응력-변형도 선도 및 인장강도 특성을 측정하고, 그 결과를 도 2에 나타내었다. The stress-strain diagram and the tensile strength characteristics of the single-walled carbon nanotube / polymer composite filament produced according to the mixing ratio of the single-walled carbon nanotube and the polyvinyl alcohol in the above examples were measured and the results are shown in FIG. 2 .
도 2(a)는 Stress-strain Curve(응력-변형도 선도)에 대한 측정 결과로 단일벽 탄소나노튜브/고분자의 혼합 비율이 1:1 에서 1:20으로 증가할수록 최대 파손변형율이 4%에서 160%로 증가하는 것을 확인 할 수 있다. FIG. 2 (a) is a graph showing stress-strain curves (stress-strain diagram) showing that the maximum fracture strain was 4% at 1: 1 to 1:20 in the mixing ratio of single wall carbon nanotubes / And 160%, respectively.
또한, 인장강도를 측정한 결과를 나타내는 도2(b)에서 단일벽 탄소나노튜브/고분자의 혼합 비율이 1:1 에서 1:20으로 증가할수록 인장강도 값이 0.65GPa에서 1.16GPa로 강도가 증가하는 것을 확인 할 수 있다. 2 (b), which shows the result of measurement of the tensile strength, the tensile strength value increased from 0.65 GPa to 1.16 GPa as the mixing ratio of the single-walled carbon nanotube / polymer increased from 1: 1 to 1:20 Can be confirmed.
본 발명에 의한 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트는 혼합되는 단일벽 탄소나노튜브의 함량이 높을수록 더 낮은 인장강도와 연신율을 보이는데, 이는 인접하는 단일벽 탄소 나노 튜브들 사이의 강한 반데르발스 힘에 의해 단일벽 탄소나노튜브가 응집되기 때문이다.The single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to the present invention exhibits lower tensile strength and elongation as the content of mixed single-walled carbon nanotubes is higher. This is because strong van der Waals This is because the single-walled carbon nanotube aggregates by the force.
<실험예 2> 전기 전도도 측정≪ Experimental Example 2 > Measurement of electrical conductivity
상기 실시예에서 제조된 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트에 대해서 단일벽 탄소나노튜브 및 폴리비닐알코올의 혼합 비율에 따라 전기 전도도를 측정하였다. The electrical conductivities of single-walled carbon nanotube / polymer composite filaments prepared in the above examples were measured according to the mixing ratio of single-walled carbon nanotubes and polyvinyl alcohol.
단일벽 탄소나노튜브/ 고분자 복합체 필라멘트의 혼합 비율이 1:1 에서 1:20으로 증가할수록 전기 전도도는 5 Scm-1 에서 0.001 Scm- 1으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. The mixing ratio of single-wall carbon nanotube / polymer composite filament is 1: 1 to 1:20 increasing in electrical conductivity in the 5 Scm -1 0.001 Scm - it was confirmed that to reduce to one.
필라멘트 내에 혼합되는 고분자의 양이 증가할수록, 필라멘트에 혼합되는 전도도를 나타내는 단일벽 탄소 나노 튜브가 감소하고, 또한, 고분자가 단일벽 탄소나노튜브를 감싸면서 절연시키기 때문으로 판단된다. As the amount of the polymer mixed in the filament increases, the single wall carbon nanotubes exhibiting the conductivity to be mixed in the filament are decreased, and the polymer is insulated while enclosing the single wall carbon nanotubes.
<실험예 3> Cyclic bending extending test≪ Experimental Example 3 > Cyclic bending extending test
상기 단일벽 탄소나노튜브 및 폴리비닐알코올의 혼합 비율이 1:5인 실시예 2의 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트를 이용하여 반복굽힘시험을 진행하였다. The repeated bending test was performed using the single-walled carbon nanotube / polymer composite filament of Example 2 in which the mixing ratio of the single-walled carbon nanotube and polyvinyl alcohol was 1: 5.
실시예 2에서 상기 단일벽 탄소나노튜브 및 폴리비닐알코올의 혼합 비율이 1:5 로 제조된 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트를 면으로 된 천 위에 10cm 길이로 바느질을 한 뒤, 반복굽힙시험 스테이지에 고정하여 반복횟수에 따라 저항의 변화를 측정하고, 그 결과를 도 3에 나타내었다. In Example 2, single-walled carbon nanotube / polymer composite filaments prepared by mixing the single-walled carbon nanotubes and polyvinyl alcohol at a mixing ratio of 1: 5 were stitched to a length of 10 cm on a cotton cloth, And fixed on the stage. The change in resistance was measured according to the number of repetitions. The results are shown in Fig.
도 3에서 cycle이 증가하여도 본 발명의 제조 방법에 의하여 제조된 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 저항의 변화는 크게 없는 것을 확인 할 수 있다. 3, it can be seen that the resistance of the single-walled carbon nanotube / polymer composite filament manufactured by the manufacturing method of the present invention is not greatly changed even when the cycle is increased.
<실험예 4> Swelling test<Experimental Example 4> Swelling test
상기 실시예에서 제조된 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트를 이용하여 swelling 시험을 진행하였다. 제조된 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트를 면으로 된 천 위에 바느질을 한 뒤 끓는 물에 5분 동안 담그고 난 뒤 꺼낸 모습을 도 4에 나타내었다.The swelling test was carried out using the single-walled carbon nanotube / polymer composite filament fabricated in the above example. The produced single-walled carbon nanotube / polymer composite filament was stitched on a cotton cloth, immersed in boiling water for 5 minutes, and then pulled out.
단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 혼합 비율이 1:1 및 1:20인 경우의 필라멘트에 대한 swelling 시험 후 직경 변화 및 부피 변화율을 살펴보면 직경은 각각 59%, 320% 증가하였으며, 부피는 153%, 1760% 증가한 것을 확인할 수 있다. The diameters and volume changes of the filaments when the mixing ratio of single-walled carbon nanotube / polymer composite filaments were 1: 1 and 1:20, respectively, increased by 59% and 320%, respectively, %, And 1760%, respectively.
일반적으로 폴리비닐알코올은 물에 대한 용해도가 좋은데, 상기 실시예에서 제조된 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트는 끓는 물에 용해되지 않았다. 이 현상은 폴리비닐알코올의 매트릭스 내부에 단일벽 탄소 나노 튜브의 네트워크가 형성되어 있고 각 각의 단일벽 탄소 나노 튜브가 서로 연결되어 있기 때문이다. Generally, the polyvinyl alcohol has good solubility in water. However, the single-walled carbon nanotube / polymer composite filament produced in the above example was not dissolved in boiling water. This phenomenon is due to the formation of a network of single-walled carbon nanotubes in the matrix of polyvinyl alcohol and the connection of each single-walled carbon nanotube to each other.
또한, 폴리비닐알코올이 swelling 하는 동안 단일벽 탄소나노튜브가 네트워크를 유지하고 있으면서 단일벽 탄소 나노 튜브 사이의 공간이 증가하여 직경 및 길이가 증가하는 것으로 판단된다. Also, it is considered that while the single wall carbon nanotube maintains the network during polyvinyl alcohol swelling, the space between the single wall carbon nanotubes increases and the diameter and length increase.
<실험예 5> 상대 습도에 따른 전기 저항 측정≪ Experimental Example 5 > Measurement of electrical resistance according to relative humidity
상기 실시예에서 제조된 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트를 이용하여 온도별로 상대 습도에 따른 전기 저항을 측정하고, 그 결과를 도 6에 나타내었다. The electrical resistance of each single-walled carbon nanotube / polymer composite filament manufactured according to the above-described embodiment was measured according to the relative humidity at different temperatures. The results are shown in FIG.
도 6(a)는 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트를 제조 시 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 혼합 비율이 1:1일 때의 결과로 상대습도가 60%에서 100%로 증가할 때 전기 저항은 3.4배, 민감도는 2.4배 증가하는 것으로 나타났다. 6 (a) shows that when the single wall carbon nanotube / polymer composite filament is mixed with the single wall carbon nanotube / polymer composite filament at a mixing ratio of 1: 1, the relative humidity increases from 60% to 100% The electrical resistance increased 3.4 times and the sensitivity increased 2.4 times.
도 6(b)는 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트를 제조 시 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 혼합 비율이 1:5일 때의 결과로 상대습도가 60%에서 100%로 증가할 때 전기 저항 및 민감도가 23배 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 온도가 높아질수록 필라멘트 센서의 전기 저항은 감소하는 것을 확인 할 수 있었다. 따라서, 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트가 1:5 비율일 때 가장 민감도가 좋은 습도센서를 얻을 수 있다. 1:5 이상의 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트를 사용할 경우 전기 전도성이 낮아 습도 센서로 활용이 어렵다.FIG. 6 (b) shows that when the single-walled carbon nanotube / polymer composite filament is mixed with the single-walled carbon nanotube / polymer composite filament at a mixing ratio of 1: 5, the relative humidity increases from 60% to 100% The electrical resistance and sensitivity increased 23 times. Also, it was confirmed that the electrical resistance of the filament sensor decreases as the temperature increases. Therefore, when the ratio of the single-walled carbon nanotube / polymer composite filament is 1: 5, the most sensitive humidity sensor can be obtained. When 1: 5 or more single-wall carbon nanotube / polymer composite filament is used, it is difficult to use it as a humidity sensor because of low electric conductivity.
본 발명에 의한 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트는 단일벽 탄소나노튜브를 폴리비닐알코올이 둘러싸며 필라멘트를 형성하고 있는데, 수분을 흡수하기 전에는 단일벽 탄소 나노 튜브가 도전성 네트워크를 형성하고 있어 낮은 저항이 측정되지만, 폴리비닐알코올이 수분을 흡수하여 swelling 되면 폴리비닐알코올이 단일벽 탄소 나노 튜브 표면에 코팅 된 절연 매트릭스로서 작용하게 되어 저항이 급격히 높아진다. In the single-walled carbon nanotube / polymer composite filament according to the present invention, the single-walled carbon nanotubes surround the polyvinyl alcohol to form filaments. Before the moisture is absorbed, the single-walled carbon nanotubes form a conductive network Resistance is measured. However, when polyvinyl alcohol is swelled by absorbing moisture, polyvinyl alcohol acts as an insulating matrix coated on the surface of single-walled carbon nanotubes, and the resistance is rapidly increased.
<실험예 6> 습도 변화에 따른 습도센서 모니터링<Experimental Example 6> Monitoring of humidity sensor according to humidity change
상기 실시예에서 제조된 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트를 섬유 기반 습도 센서로 사용 가능 한지 확인하기 위하여, 1:5 비율의 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트를 8cm의 길이로 절단하여 면으로 된 천에 바느질하여 손목 밴드로 착용하여 등산을 하는 동안에 습도에 따른 전지 저항을 측정하고, 그 결과를 도 7에 나타내었다.In order to confirm whether the single-walled carbon nanotube / polymer composite filament fabricated in the above example can be used as a fiber-based humidity sensor, a 1: 5 ratio single-walled carbon nanotube / polymer composite filament was cut into a length of 8 cm, , And the battery resistance was measured according to the humidity during climbing by worn as a wrist band. The results are shown in Fig.
도 7 에서 등산을 시작하고 30분 후부터 저항이 조금씩 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 땀에 의하여 수분이 증가되었기 때문인 것으로 판단된다. 또한, 등산 시간이 증가할수록 저항이 높아지는 것을 확인할 수 있으며, 이는 등산 시간이 증가할수록 땀의 양이 많아져 수분이 증가하였기 때문인 것으로 판단된다. In Fig. 7, it was confirmed that resistance increased little by little after 30 minutes from the start of climbing. This is probably due to increased water content by sweat. Also, as the climbing time increases, the resistance increases. This is because the amount of sweat increases and the moisture increases as the climbing time increases.
Claims (17)
상기 분산된 단일벽 탄소나노튜브 100중량부당 고분자 용액 500중량부의 비율로 혼합하여 단일벽 탄소나노튜브 및 고분자 혼합액을 제조하는 단계; 및
단일벽 탄소나노튜브 및 고분자 혼합액을 습식 방사하는 단계; 를 포함하는 것인
고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법.
Dispersing the single-walled carbon nanotubes in a surfactant solution;
Mixing 500 parts by weight of the polymer solution per 100 parts by weight of the dispersed single-walled carbon nanotubes to prepare a single-walled carbon nanotube and a polymer mixture; And
Wet-spinning the single-walled carbon nanotube and the polymer mixed solution; ≪ / RTI >
Method of manufacturing high strength single wall carbon nanotube / polymer composite filament.
상기 단일벽 탄소나노튜브를 계면활성제 용액에 분산시키는 단계는
용매에 계면활성제를 용해시키는 단계;
상기 계면활성제 용액에 단일벽 탄소나노튜브를 분산시켜서 단일벽 탄소나노튜브 분산액을 제조하는 단계; 및
단일벽 탄소나노튜브 분산액에 초음파를 인가하여 분산시키는 단계; 를 포함하는 것인
고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The step of dispersing the single-walled carbon nanotubes in a surfactant solution
Dissolving the surfactant in the solvent;
Dispersing single-walled carbon nanotubes in the surfactant solution to produce a single-walled carbon nanotube dispersion; And
Dispersing the single-walled carbon nanotube dispersion by applying ultrasonic waves; ≪ / RTI >
Method of manufacturing high strength single wall carbon nanotube / polymer composite filament.
상기 계면활성제는 소듐도데실설페이트(SDS), 소듐 옥틸벤젠 술포네이트(NaDDBS),소듐 도데실 벤젠 설페이트(SDBS), Triton X-100 및 CTAB 으로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나인 것인
고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법.
3. The method of claim 2,
The surfactant is any one selected from the group consisting of sodium dodecyl sulfate (SDS), sodium octylbenzenesulfonate (NaDDBS), sodium dodecylbenzene sulfate (SDBS), Triton X-100 and CTAB
Method of manufacturing high strength single wall carbon nanotube / polymer composite filament.
상기 계면활성제는
상기 단일벽 탄소나노튜브 100 중량부당 800 중량부의 비율로 혼합되는 것인
고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법.
3. The method of claim 2,
The surfactant
And 800 parts by weight per 100 parts by weight of the single-walled carbon nanotube.
Method of manufacturing high strength single wall carbon nanotube / polymer composite filament.
상기 단일벽 탄소나노튜브 및 고분자 혼합액을 형성하는 단계는
상기 단일벽 탄소나노튜브 분산액에 고분자를 혼합시키는 것인
고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The step of forming the single-walled carbon nanotube and polymer mixed solution includes
And mixing the polymer with the single-walled carbon nanotube dispersion solution
Method of manufacturing high strength single wall carbon nanotube / polymer composite filament.
상기 고분자는 폴리비닐알코올(PVA)인 것인
고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법.
6. The method of claim 5,
The polymer is polyvinyl alcohol (PVA)
Method of manufacturing high strength single wall carbon nanotube / polymer composite filament.
상기 폴리비닐알코올은 분자량이 146,000 내지 186,000 인 것인
고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법.
The method according to claim 6,
The polyvinyl alcohol has a molecular weight of 146,000 to 186,000
Method of manufacturing high strength single wall carbon nanotube / polymer composite filament.
상기 단일벽 탄소나노튜브 분산액에 폴리비닐알코올을 용해하기 위하여
초음파 처리하는 것인
고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법.
6. The method of claim 5,
To dissolve polyvinyl alcohol in the single-walled carbon nanotube dispersion
Ultrasonic
Method of manufacturing high strength single wall carbon nanotube / polymer composite filament.
상기 단일벽 탄소나노튜브 및 고분자 혼합액을 습식 방사하는 단계는
상기 단일벽 탄소나노튜브 및 고분자 혼합액을 실린지에 넣고 응고액(coagulation solution)에 방사하는 것인
고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The step of wet-spinning the single-walled carbon nanotube and polymer mixture
The single-walled carbon nanotube and the polymer mixed solution are placed in a syringe and spun into a coagulation solution.
Method of manufacturing high strength single wall carbon nanotube / polymer composite filament.
상기 응고액은 탄소나노튜브와 고분자를 고화시키면서 계면활성제를 제거하는 것인
고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
The coagulating solution is to remove the surfactant while solidifying the carbon nanotubes and the polymer.
Method of manufacturing high strength single wall carbon nanotube / polymer composite filament.
상기 응고액은 아세톤인 것인
고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
The coagulating solution is acetone
Method of manufacturing high strength single wall carbon nanotube / polymer composite filament.
상기 실린지의 방사 노즐의 직경은 290㎛인 것인
고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
The diameter of the spinning nozzle of the syringe was 290 mu m
Method of manufacturing high strength single wall carbon nanotube / polymer composite filament.
고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트.
13. A process for producing a compound according to any one of claims 1 to 8 and 10 to 13
High strength single wall carbon nanotube / polymer composite filament.
상기 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트는 단일벽 탄소나노튜브가 필라멘트 길이 방향으로 배열되는 것인
고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트.
15. The method of claim 14,
The high-strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament is characterized in that the single-walled carbon nanotube is arranged in the filament length direction
High strength single wall carbon nanotube / polymer composite filament.
상기 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트는 상기 단일벽 탄소나노튜브를 상기 고분자가 감싸는 형상인 것인
고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트.
15. The method of claim 14,
The high-strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament may have a shape in which the polymer surrounds the single-walled carbon nanotube
High strength single wall carbon nanotube / polymer composite filament.
상기 고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트는 습도에 따라 전기 저항이 변화하는 것인
고강도 단일벽 탄소나노튜브/고분자 복합체 필라멘트.
15. The method of claim 14,
The high-strength single-walled carbon nanotube / polymer composite filament has a variation in electric resistance depending on humidity
High strength single wall carbon nanotube / polymer composite filament.
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Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US11697244B2 (en) | 2020-08-28 | 2023-07-11 | University Of South Carolina | In-line polymerization for customizable composite fiber manufacture in additive manufacturing |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101182380B1 (en) * | 2011-03-15 | 2012-09-12 | 한양대학교 산학협력단 | Hybrid polymer composite fibers comprising graphene and carbon nanotubes |
| JP2013067938A (en) * | 2010-11-22 | 2013-04-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Agglomerated spun structure and electric wire |
| JP2013163630A (en) * | 2012-02-13 | 2013-08-22 | Nitta Corp | Carbon nanotube aggregate and method for producing the same |
| KR101631857B1 (en) | 2014-06-03 | 2016-06-20 | 한국전기연구원 | Conducting fibers fabricated with nano carbon materials having multiple hydrogen bonding motifs and their fabrication method |
-
2016
- 2016-11-17 KR KR1020160153277A patent/KR101872720B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013067938A (en) * | 2010-11-22 | 2013-04-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Agglomerated spun structure and electric wire |
| KR101182380B1 (en) * | 2011-03-15 | 2012-09-12 | 한양대학교 산학협력단 | Hybrid polymer composite fibers comprising graphene and carbon nanotubes |
| JP2013163630A (en) * | 2012-02-13 | 2013-08-22 | Nitta Corp | Carbon nanotube aggregate and method for producing the same |
| KR101631857B1 (en) | 2014-06-03 | 2016-06-20 | 한국전기연구원 | Conducting fibers fabricated with nano carbon materials having multiple hydrogen bonding motifs and their fabrication method |
Also Published As
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