은 나노 와이어 네트워크를 가지는 발열 패브릭 제조 및 특성 연구 (Fabrication and Characterizations of Heating Fabric with Silver Nanowire Network)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 25권 / 1호 / 744 ~ 748페이지
· 저자명 : 민재우, 최두호

초록

본 연구에서는 우수한 통기성과 보온성 및 흡수성을 가진 인체 친화적인 천연섬유인 면을 기판으로 사용하였고, 높은 전기 전도성 및 열전도성을 지닌 은 나노 와이어 (silver nanowire)를 이용하여 담금 및 건조 방법 (dip and dry) 으로 면 (cotton)에 전기적 특성을 부여하였다. 용액의 농도와 담금 및 건조 횟수 (cycle)에 따라 변화되는 열적, 전기적특성 차이에 대한 연구를 진행하였고, 용액의 농도가 증가하고 용액의 농도가 증가하고 담금 및 건조 횟수를 증가시킬수록 섬유 저항이 낮아지는 것을 확인하였다. 제조된 발열 섬유는 전압 인가 시 선형의 전류-전압 관계를 가지는 옴의법칙 (V=IR)을 따르며, 줄의 법칙 (온도∝V×I=V2/R)에 따라 전기저항이 낮을수록 특정 전압 인가 시 시편의 발열 온도가 증가하는 모습을 볼 수 있었다. 시편의 발열 재현성을 확인하기 위해 전압 인가 및 제거를 반복하며 온도를 측정한결과 평균 온도 기준 2±℃ 이내의 작은 온도 편차를 가지는 것을 확인하였으며 굴곡이 큰 사람의 어깨 부위에 직접부착 후 발열 시험을 실시할 때에도 균일한 발열 특성을 나타내는 것으로 보아 형상이 복잡한 의류 및 가구 시트에 적용이 가능할 것으로 기대된다.

영어초록

Cotton, a natural fiber known for the excellent breathability, insulation properties, and absorbency, is used as a substrate in this study. Electrical properties were imparted to cotton through a dip-and-dry process employing silver nanowires, which exhibit high electrical and thermal conductivity. The investigation examined variations in thermal and electrical characteristics based on concentration and the number of dip-and-dry cycles. As the cycle count increased and the concentration of Ag nanowires rose, a noticeable decrease in specimen resistance was observed. When an external voltage was applied, the current-voltage relation was shown to be linear indicating the structure follow the ohm’s law. Further, in line with the Joule heating mechanism, temperature increased proportionally with higher applied voltages, confirming the relationship between heating temperature and current. To assess the stability and reproducibility, voltage application and removal were repeatedly executed, which resulted in temperature deviations within ±2°C of the average temperature. Uniform heating characteristics were consistently observed, even when the specimen was heated on curved surfaces, such as a person's shoulder.

참고자료

· 없음