Electrospinning, as one of the nano technologies for synthesizing nanofiber, is widely used in filtration, thermal insulation, protective clothing, sensors, conducting devices, and other fields due to its simple equipment, low cost and easy manipulation. The electrospun fibers have small diameter, high porosity, excellent pore interconnectivity, large specific surface area, easy surface modification, polymer chain functionalization and other advantages. Therefore, in this study, electrospinning technology was employed to synthesize multifunctional composite nanofiber membrane(polyacrylonitrile/fly ash/polyacrylonitrile, PAN/FA/AgNO3), which has the ability to remove volatile organic compounds(VOCs) and heavy metals; moreover, the membrane also has excellent antibacterial ability. This research result provides an important reference value for broadening the application of electrospinning technology in the field of air and water filtration in the future.

To improve ferroelectric properties of PZT, many studies have attempted to fabricate dense PZT films. The AD process has an advantage for forming dense ceramic films at room temperature without any additional heat treatment in low vacuum. Thick films coated by AD have a higher dielectric breakdown strength due to their higher density than those coated using conventional methods. To improve the breakdown strength, glass (SiO2-Al2O3-Y2O3, SAY) is mixed with PZT powder at various volume ratios (PZT-xSAY, x = 0, 5, 10 vol%) and coating films are produced on silicon wafers by AD method. Depending on the ratio of PZT to glass, dielectric breakdown strength and energy storage efficiency characteristics change. Mechanical impact in the AD process makes the SAY glass more viscous and fills the film densely. Compared to pure PZT film, PZT-SAY film shows an 87.5% increase in breakdown strength and a 35.3 % increase in energy storage efficiency.

Zirconia has excellent mechanical properties, such as high fracture toughness, wear resistance, and flexural strength, which make it a candidate for application in bead mills as milling media as well as a variety of components. In addition, enhanced mechanical properties can be attained by adding oxide or non-oxide dispersing particles to zirconia ceramics. In this study, the densification and mechanical properties of YSZ-TiC ceramic composites with different TiC contents and sintering temperatures are investigated. YSZ - x vol.% TiC (x=10, 20, 30) system is selected as compositions of interest. The mixed powders are sintered using hot pressing (HP) at different temperatures of 1300, 1400, and 1500oC. The densification behavior and mechanical properties of sintered ceramics, such as hardness and fracture toughness, are examined.

기후 변화는 비정상적인 날씨 패턴을 야기하며 연간 강수량에 지대한 영향을 미친다. 이와 더불어 산업화의 가속화는 에너지 수요를 증가시키며 석유화학 산업폐수의 누수와 유조선의 유출을 초래함으로써 수질 오염을 악화시킨다. 이러한 부정적인 여건 속에서 정수를 효율적으로 추출해내는 해결책을 강구하는 것이 요구된다. 기름/물 분리를 위해 화학적 침전 및 흡착에 의한 분리 등과 같은 방식을 운용할 수 있지만 분리막 기술이 비용 및 에너지 측면에서 더 효율적이다. 분리막의 양친성은 전기 전도성과 친수성이 뛰어난 MXene이라는 2차원소재를 도입하여 향상시킬 수 있다. 본 총설에서는 향상된 분 리막 성능의 사례를 크게 순수 MXene이 적용된 사례와 변형된 MXene이 적용된 사례로 나누어진 목차로 전개할 것이다. 복합 분리막을 제조하기 위해 다양한 고분자가 사용되었으며 각 사례에서 MXene은 특정 용도에 적합한 특성을 더욱 강화시켜 주었다.

Nitrogen-doped carbon dots (N-CDs), derived from the biomass (anthocyanin), are the novel additive to the nanocarbon materials, which is expected to bring a wide spectrum of novel applications. Moreover, metallic oxides are emerging for their unique potential for electrocatalysis. Herein, we report the synthesis of N-CDs for the selective detection of Fe3+ with a limit of detection of 2.57 μM in the range of 5–60 μM using ethylenediamine and H2O2 by a hydrothermal method. The obtained N-CDs displayed a spherical morphology with a particle size range of 2–7 nm and emitted blue luminescence at 394 nm under excitation at 319 nm. Meanwhile, we have demonstrated the fabrication of cost-efficient electrocatalysts for oxygen evolution reaction (OER) in an alkaline medium, employing N-CDs. Owing to the successful incorporation of N-CDs into NiO nanospheres, the resulting N-CDs/NiO with large surface areas, fast charge transfer, and increased conductivity vastly improved the catalytic activity. Remarkably, the optimal of N-CDs/NiO composite requires the overpotential of only 380 mV at a current density of 10 mA cm− 2 and a relatively low Tafel slope of 57.96 mV dec− 1 compared with pure NiO. These results open up a facile route for the application of N-CDs and offer prospects for CD-metal hybrids as high OER catalysts in electrochemical energy devices.

Abstract In this study, we investigated that the activated carbon (AC)-based supercapacitor and introduced SIFSIX-3-Ni as a porous conducting additive to increase its electrochemical performances of AC/SIFSIX-3-Ni composite-based supercapacitor. The AC/SIFSIX-3-Ni composites are coated onto the aluminum substrate using the doctor blade method and conducted an ion-gel electrolyte to produce a symmetrical supercapacitor. The electrochemical properties of the AC/SIFSIX-3-Ni composite-based supercapacitor are evaluated through cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and galvanostatic charge/discharge tests (GCD). The AC/SIFSIX-3-Ni composite-based supercapacitor showed reasonable capacitive behavior in various electrochemical measurements, including CV, EIS, and GCD. The highest specific capacitance of the AC/SIFSIX-3-Ni composite-based supercapacitor was 129 F g−1 at 20 mV s−1.

지구 온난화 이슈에서 가장 고질적인 문제 중 하나는 온실가스의 배출이다. 다양한 온실 가스 중 가장 높은 비중을 차지하는 이산화탄소(CO2)는 이를 분리하기 위해 연구자들이 지속적으로 연구를 진행해오고 있다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 이산화탄소 기체를 분리하기 위해 poly(vinyl alcohol) (PVA) 기반 공중합체를 제조하여 기체 분리막에 활용했다. 공중합체는 자유 라디칼 중합법을 활용했으며, 곁사슬을 위한 단량체로 아크릴산(acrylic acid)를 사용하여 PVA-g-PAA (VAA) 그래프트 공중합체를 제조했다. 본 공중합체를 이산화탄소 기체분리막에 적용한 사례는 최초이며, 폴리설폰 지지체에 복합막 형태로 제조했다. 공중합체 합성 결과는 FT-IR을 통해, 합성한 공중합체 의 거동은 TEM과 DSC, TGA를 통해 분석하였다. AA 그래프팅을 통해 공중합체는 나노 구조를 형성하며, PVA의 결정화도를 급격하게 감소시켜 이산화탄소의 용해도를 증가시켰고, 이는 이산화탄소 기체 분리 성능을 향상시켰다. 이를 통해 이산화탄소 분리막 분야에 용액-확산 및 그래프팅 방법이라는 새로운 접근법을 제시하였다.

콘크리트가 충전된 강관 합성기둥은 화재 시 내부 콘크리트가 내력을 견딜 수 있어 높은 하중을 받는 건축물에 적용되고 있으나 높은 내화성능을 요구하는데 반해 이를 평가할 수 있는 방법은 제한되어 있다. 본 논문에서는 폭 700mm 이상인 무피복 대형합성기둥의 온도분포를 확인하기 위해서 수평가열로에서 3시간 내화실험을 수행하고 이후에 압축실험에 수행하여 잔존내력을 확인하였다. 실험 결과 3시간의 화재 노출 후에 폭 700mm 대형합성기둥은 57%의 잔존내력을 가지는 것으로 나타났으며, 재료의 화재 강도저감만을 고려한 잔존내력 예측은 내력을 낮게 평가하는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 Aramid FRP와 모서리보강재로 구속한 엔지니어링플라스틱 보강을 통해 기둥의 횡구속 능력을 증대하여 콘크리트 피복 및 압괴 파괴를 지연시킴으로써 휨 항복 후 연성거동을 유도하여 기존 저층 필로티 건축물의 내진 성능을 확보하는 방법을 제시하고 저층 필로티 건축물의 내진취약요인을 분석하여 필요한 전단보강량을 산정, 제안공법의 목표전단보강을 설정하는 것을 목적으로 한다. 엔지니어링플라스틱을 활용한 기둥의 전단보강형상을 제안하고 필로티 구조의 내진취약요인 보강임계점 예측과 예제모델의 구조해석을 통해 제안공법의 목표전단보강량을 검증하였다. 구조해석 결과, 특별지진하중 적용 시, 휨-축력 내력 초과비율이 타 유형군에 비해 낮은 ST-A1(1축편심)을 기준으로 연면적 750m² 이하와 1축 편심 중심-강심편심율 18%이하에 해당될 경우에는 본 논문에서 제안하는 ‘고성능 복합섬유 패널 전단 보강법’을 적용할 수 있는 경계로 제한하고자 한다.

유리섬유 또는 바잘트섬유로 만들어진 고성능 복합섬유 패널은 고강도 보강재이지만, 구조보강을 위해 정사각형 또는 직사각형 구조물에 패널을 부착할 경우에 일체형 거동을 확보하기 위해 모서리 패널이 사용된다. 이러한 모서리 패널을 이용한 복합섬유 패널의 볼트 접합부를 통해 일체형 거동을 확인하기 위해 실험을 진행하였다. 실험변수로 연단거리 비, 측단거리 비, 볼트 배치 형태(엇모배치와 일렬배치) 및 전단면 수가 설정되었다. 강도평가에 대한 실험 결과, 볼트직경에 대한 연단거리비가 4이상 권장된다는 것을 확인하였고 이를 확보할 시 지압에 의한 파괴모드를 확인하였다. 또한, 볼트배치 2종류의 파괴하중은 값이 유사하였다.