나노 섬유 제조(전기방사)

소개글

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목차

1. 전기방사
1.1 전기방사 이론
1.2 전기방사 메커니즘
1.3 전기방사 공정에 영향을 주는 요소
1.4 전기방사 메커니즘

2. 전기방사의 산업동향
2.1 전기방사의 이용
2.2 전기방사의 종류
2.3 전기방사의 적용 분야
2.4 전기방사를 이용한 산업 사례

참고문헌

본문내용

1.1 전기방사 이론
보통 섬유는 가래떡을 뽑아내듯이 0.12 ~ 0.2 mm 크기의 구멍들 속으로 섬유원료를 밀어 넣고 높은 압력을 가해 긴 실을 만들어내는데 반해 나노 섬유를 뽑아낼 때는 고압 대신 전기장을 가해 섬유를 뽑아내게 된다. 전기방사(Electrospinning)는 전기장을 이용하여 m ~ nm 크기의 직경을 가지는 연속상의 섬유를 구현하는 방식이다. 전기방사는 기존의 여러가지 섬유 구현 방법에 비해서 효율적이고, 저렴한 비용으로 섬유를 구현할 수 있고, 재료에 대한 선택에 제한이 없어 나노섬유, 고분자 나노섬유와 같은 복합체, 화학 및 바이오 센서, 약물전달시스템 및 에너지 저장 및 변환 소자의 응용분야에서 활발히 연구되고 있다.

1.2 전기방사 메커니즘
그림 1은 전기방사 장치의 모식도이다. 전기방사 장치는 크게는 High voltage DC power supply와 방적돌기(spinneret) 그리고 섬유를 수집하는 집전판(collector)의 3가지로 이루어진다. 먼저 실린지 펌프(Syringe pump)를 통해 Polymer solution을 일정한 속도로 유입량을 조절하여 방적돌기의 역할을 하는 노즐을 통해서 토출시킨다. 이때 한쪽 전극은 power supply 와 노즐 tip을 연결하여 토출되는 고분자 용액에 전하를 주입하여 하전시키고 반대 전극은 집전판에 연결한다. 노즐 끝단으로 토출된 고분자는 표면장력에 의해서 반구형을 이루고 있는데, 이때 0 ~ 30 kV의 고전압을 노즐 팁에 인가하면 표면 전하 사이의 상호 정전기적 반발력, 외부 전기장에 작용된 쿨롱력에 의해 액상의 고분자 방울이 원뿔 형태의 깔대기 형상으로 연신된다. (이를 Taylor cone 형상이라고 한다.) 즉, 일단 특정 세기의 전기장이 고분자 용액과 접촉된 노즐 팁에 인가되면 + 또는 -의 한쪽 전하가 고분자 용액에 계속 축적되며 같은 전하의 상호 반발력에 의해 어떤 임계 전기장 세기에서 반발 정전기력이 표면장력을 극복하게 되면서 ......<중 략>

참고 자료

김성은, (2018-07-09), "비타민D 함유된 나노섬유 드레싱, 수술부위감염 예방 가능해" medicalreportKorea, (http://medicalreport.kr/news/view/48790), (2019-03-09 방문)
박정호, "전기방사(Electrospinning)와 이를 이용한 나노 섬유상 구조", LG화학 기술연구원, 2011
최승훈, 오성근, 김일두, "전기방사를 이용한 나노섬유 재료 및 응용", 한국과학기술연구원 광전자재료센터, 2010
문성준,이경진, "전기방사를 기반으로 한 3D 나노/마이크로 구조의 제조 및 응용", 고분자 과학과 기술 제 27권 6호, 2016
이기종,(2018-09-11), "세계 최고 미세먼지 차단 필터 만들어요" 아시아뉴스통신, (http://www.anewsa.com/detail.php?number=1372254&thread=10r03), (2019-03-11 방문)
조길수,“최신의류소재”,시그마프레스