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본 연구에서는 산업계의 높은 에너지 소비를 줄이기 위한 에너지 효율적 분리 공정의 일환인 분리막 기술을 이용 하여, 우수한 산소 차단막을 개발을 목표로 하였다. 기존 화학적 처리 방식과 달리, 고유의 결정 구조가 보존되어 있는 물리 적 분쇄된 실크 피브로인 분말을 polyvinyl alcohol (PVA) 고분자 용액과 혼합하여 복합막을 성공적으로 제조하였다. 이때 물 리적 분쇄 과정에서 발생한 미세 입자가 유발하는 공정상의 기포 문제는 분말 세척을 통해 효과적으로 억제하였다. Time-lag 측정 결과, 제조된 복합막은 실크 입자가 기체 확산 경로를 방해하는 tortuous path를 형성하여 확산도와 용해도를 급격히 감 소시켰다. 그 결과, 순수 PVA 막 대비 압도적으로 우수한 산소 차단 성능을 나타내며 친환경 고성능 차단 소재로서의 가능성 을 확인하였다.
As part of the effort to develop energy-efficient separation processes aimed at reducing high industrial energy consumption, this study focused on creating a superior oxygen barrier membrane. Unlike conventional chemical treatment methods, a composite membrane was successfully fabricated by mixing physically ground silk fibroin powder, which retains its inherent crystalline structure, with a polyvinyl alcohol (PVA) polymer solution. The processing issue of bubble formation, caused by fine particles generated during the physical grinding, was effectively suppressed by washing the powder. Time-lag measurements revealed that the fabricated composite membrane formed a ‘tortuous path’ as the silk particles obstructed the gas diffusion pathway, leading to a sharp decrease in both diffusivity and solubility. Consequently, the membrane demonstrated overwhelmingly superior oxygen barrier performance compared to a pure PVA membrane, confirming its potential as an eco-friendly, high-performance barrier material.
Abstract
1. 서 론
2. 실험방법
2.1. 시약 및 재료
2.2. 실크 기체 분리막 제조
2.3. 분석 및 평가
3. 실험 결과 및 고찰
3.1. 기체차단막 제조
3.2. 전계방사형 주사전자현미경(FE-SEM) 측정
3.3. 기체 투과도 측정
4. 결 론
감 사
Reference
