막 분리 기술은 이산화탄소(CO2) 포집을 위한 가장 효과적인 기술 중 하나로, 운영이 간단하고 화학적 배출이 없 다는 장점이 있다. 수증기와 같은 불순물은 고분자 막의 성능에 큰 영향을 미친다. 다양한 산업 분야의 배가스 농도에 따라, PDMS/PSF 중공사막을 이용한 가스 분리 실험이 수행되었다. PDMS/PSF 막에서의 습도의 영향을 확인하기 위해, 상대습도 0%와 96% 조건에서 CO2 농도를 달리하며 실험을 진행하였으며, 공급 유량은 300 ccm, 온도는 50°C로 유지하였다. 실험 결 과, 수증기는 막의 CO2 투과도는 다소 감소시키는 반면, CO2/N2 선택도는 소폭 증가시키는 것으로 나타났다. 이러한 선택도 향상은 CO2의 흡착 증가에 기인한 것으로 해석된다. 50°C에서 20 d간의 연속 실험 후, 막의 CO2 투과도는 소폭 감소하였으나, CO2/N2 선택도는 증가하였다. 이 결과는 PDMS 코팅된 PSF 막이 가혹한 조건에서도 안정적인 성능을 유지함을 보여준다.
With the growth of silicon-based semiconductor sensors in the global sensor market, advancements in body motion detection for wearable devices and sustainable health monitoring have accelerated. This has led to a significant attention on various sensors with excellent flexibility and stretchability, such as PDMS, in numerous applications. In this study to adjust the sensitivity of conventional conductive pressure sensors, a porous sponge structure was initially created using a sugar template method. The polymer was prepared with four different ratios (5:1, 10:1, 20:1, 30:1) to achieve varying flexibilities. To ensure conductivity, the sponge was coated using a dip-coating method with a 3wt% CNT solution. The conductive sponges with various ratios were tested for sensitivity, demonstrating characteristics suitable for a wide range of pressure sensing applications.
Sensors for monitoring human body movements have gained much attention in the recent times especially in the health-care sector as these devices offer real-time monitoring of vital physiological signs, enabling health-care professionals to evaluate health conditions and provide remote feedback. In this work, we have fabricated carbon-nanotube (CNT)/ polydimethylsiloxane (PDMS) composite sensor through simple dispersion and freezing method for monitoring flexion movements in humans. Sensors with different CNT loadings, namely 0.1 wt %, 0.5 wt %, and 1 wt % were fabricated and analyzed to find the best performing sensor. Several characterizations like Raman, X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM), thermogravimetric analysis (TGA), tensile strength measurements, and piezoresistive studies were carried out to study the features of the sensors. Among the fabricated sensors, the one with the loading concentration of 0.5 wt% is found to be most sensitive for flexion applications with higher gauge factor of 533 at 60% strain level, response time of ~ 140 ms and lower hysteresis loss. The feasibility of the sensor for monitoring flexion like finger bending, wrist bending, elbow bending, and knee bending is also analyzed making it ideal for use in sports for athletes, physicians, and trainers to investigate physical performance and well-being.
The demand for energy is steadily rising because of rapid population growth and improvements in living standards. Consequently, extensive research is being conducted worldwide to enhance the energy supply. Transpiration power generation technology utilizes the vast availability of water, which encompasses more than 70% of the Earth's surface, offering the unique advantage of minimal temporal and spatial constraints over other forms of power generation. Various principles are involved in water-based energy harvesting. In this study, we focused on explaining the generation of energy through the streaming potential within the generator component. The generator was fabricated using sugar cubes, PDMS, carbon black, CTAB, and DI water. In addition, a straightforward and rapid manufacturing method for the generator was proposed. The PDMS generator developed in this study exhibits high performance with a voltage of 29.6 mV and a current of 8.29 μA and can generate power for over 40h. This study contributes to the future development of generators that can achieve high performance and long-term power generation.
알코올의 탈수를 위하여 에너지 다소비 공정인 증류 공정을 투과증발 막 공정으로 대체하려는 연구가 많이 진행 되어져 왔다. 대표적인 투과증발 막인 PDMS 분리막에 대한 시간의존적 분리 거동은 분리 메카니즘의 이해에 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 50 wt% 에탄올-물 혼합용액에 대하여 50°C에서 막면적 1194 cm2인 PDMS/PSF 분리막 모듈의 시간의 존적인 투과증발 분리 거동을 고찰하였다. 총 유속과 에탄올/물 분리계수는 투과증발 시간이 증가함에 따라서 초기에 증가하 다가 다시 감소하였다. 초기 분리성능의 증가는 건조한 PDMS 분리막에 에탄올이 용해되는데 시간이 걸리기 때문이며, 후기 분리성능의 감소는 주입 탱크의 에탄올 농도가 시간에 따라서 감소하기 때문에 나타나는 현상이었다. 따라서 본 연구로부터 PDMS 분리막을 통한 에탄올의 투과는 용해-확산 메카니즘에 의해 발생된다는 것이 재확인되었다.