현재 철근콘크리트 분야에서 부재의 철근을 FRP 보강재로 대체하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer)는 특히 내화학성이 우수하여 보수 및 보강재로 큰 장점을 가지 며, RC 구조물의 보강재로 주로 사용되고 있다. CFRP 그리드의 경우 수지를 이용하여 섬유를 결합한 형 태를 가진다. 이러한 형태는 외부의 영향에 의해 수지 혹은 섬유의 손상으로 강도 저하가 발생할 수 있다. CFRP 그리드의 산성에 대한 저항성을 침지기간에 따른 인장강도 변화량 및 SEM과 무게 변화를 통해 확인하고자 한다. 따라서 Ph 농도 1~3의 강산성에 CFRP 그리드를 침지시키는 방식을 통해 내 화학 실험을 진행한다. 황산()을 이용하여 산성 용액을 제작한 후 실험을 진행하였다. 실험은 항온장치에서 60℃의 온도로 침지기간은 30, 60, 90, 180일로 한다. 그리드의 인장강도 변화를 확인하기 위하여 기간 별 시편의 수는 5개로 하며 침지시키지 않은 그리 드를 포함하여 총 25개의 시편을 실험한다. 인장실험을 통해 변형률 및 인장강도 변화를 확인한다. 그 리드의 섬유 및 수지의 변화 확인을 위해 실험진행 전 그리드의 무게를 측정 및 SEM(전자주사현미 경) 데이터 확보 후 실험을 진행한다. 기간별 침지된 그리드와 비교를 통해 기간별 섬유 및 수지의 영 향 정도를 확인한다. 본 연구에서는 산성이 CFRP 그리드에 미치는 영향을 조사하기 위해 인장강도, SEM, 무게 변화를 통해 연구하였으며, 이를 통해 산성의 영향을 받는 CFRP 그리드 부재의 안정성을 평가하고자 한다.

탄소섬유 강화 플라스틱 (Carbon fiber reinforced plastics, CFRP)은 고함량의 탄소섬유 (Carbon fiber, CF)와 고분자로 이루어진 복합재료로서, 뛰어난 기계적 성능으로 항공우주, 자동차, 토목 등 다 양한 산업 분야에서 사용되고 있다. 하지만 사용량 증가에 따른 폐기물의 환경문제와 추출한 재활용 탄소섬유 (Recycled carbon fiber, rCF)의 적용 가능 분야의 한계로 인해 재활용이 제한적인 실정이 다. 본 연구에서는 rCF와 CF 혼입 시멘트계 전자파 복합재를 제작하여 그 성능을 비교 분석하기 위 한 실험을 수행하였다. 구성재료는 시멘트, 잔골재, 고성능 감수제를 사용하였으며, 비교 분석을 위해 CF와 rCF를 각각 6 mm, 12 mm 길이를 0.1, 0.3, 0.5, 1.0 wt.% 함량으로 사용하였다. 전자파 복합 재의 흡수 성능 향상을 위해 각각 다른 함량의 다층 구조를 형성하였으며, 전자파 투과를 낮은 함량에 서 높은 함량 방향이 되도록 측정을 진행하였다. 전자파 차폐성능은 재령 28일 이후 네트워크 분석기 를 사용하여 자유 공간에서 측정하였으며, C-band (4~8 GHz)와 X-band (8~12 GHz) 주파수 영역 에서의 반사율과 투과율을 각각 측정하였다.

본 연구에서는 분리막 생물반응기(membrane bioreactor, MBR)에서 발생되는 생물막오염 완화에 탁월한 효과를 가진 분리막을 개발할 목적으로, 친수성 산소 기능기가 많은 탄소나노구체(carbon nanosphere, CNS)를 합성한 뒤, 이를 첨가 제로 활용하여 친수성과 다공성 기공 구조를 갖는 고성능 한외여과막을 제조하였다. CNS는 막 표면에 초승달 모양의 기공을 형성하였고, CNS 함량을 4.6 wt%까지 증가시킴에 따라 최대기공 크기보다 큰 결함을 야기하지 않으면서 평균 표면 기공 크 기를 약 40% 증가시키는 것으로 나타났다. 또한, CNS 복합막의 다공성 기공 구조는 CNS의 등방성 형태와 상대적으로 낮은 입자 수밀도 덕분에 CNS 첨가에 따른 고분자 용액의 점도 급등이 방지됐기 때문이라고 판단된다. 그러나 너무 다공성이 커 지게 되면 기계적 물성이 저하되므로, 기공구조와 기계적 성질을 포함한 종합적인 고려를 했을 때 CNS2.3이 가장 우수하다 고 관측되었다. CNS2.3은 CNS0에 비해 수투과도가 2배 이상 높을 뿐만 아니라, MBR 공정에서 분리막 세정이 요구될 때까 지의 운전 시간도 5배 이상 연장시킨 것으로 확인되었다.

A glassy carbon electrode modified with a composite consisting of electrodeposited chitosan and carboxylated multi-walled carbon nanotubes (e-CS/MWCNTs/GCE) was used as a working electrode for simultaneous determination of dopamine (DA), serotonin (5-HT) and melatonin (MT), which were related to circadian rhythms. The electrochemical characterizations of the working electrode were carried out via electrochemical impedance spectroscopy and chronocoulometry. It was found that electrochemical modification method, that was cyclic voltammetry, may can cause continuous CS polymerization on MWCNTs surface to form a dense membrane with more active sites on the electrode, and the electrochemically active surface area of e-CS/MWCNTs/GCE obtained was about 7 times that of GCE. The electrochemical behaviour of DA, 5-HT and MT on working electrode were carried out via differential pulse voltammetry and cyclic voltammetry. The results showed that e-CS/MWCNTs/GCE solved the problem that the bare electrode could not detect three substances simultaneously, and can catalyze oxidation potential difference as low as 0.17 V of two substances reaction at the same time, indicating very good electrocatalytic activity. By optimizing the detection conditions, the sensor showed a good linear response to DA, 5-HT and MT in the range of 20-1000 μmol/L, 9-1000 μmol/L and 20-1000 μmol/L, and the detection limits were 12 μmol/L, 10 μmol/L and 22 μmol/L (S/N = 3), respectively. In addition, the proposed sensor was successfully applied to the simultaneous detection of DA, 5-HT and MT in human saliva samples.

가스 분리 방법 중에서도, 멤브레인을 이용한 CO2 포집 및 분리는 지속적으로 개발되고 있는 꾸준히 성장하는 분 야이다. 이온성 액체(IL) 기반 복합 막은 CO2를 분리하는 데 있어 우수한 성능값을 보여준다. 유사하게, 다양한 공중합체/IL 복합막 또한 향상된 성능을 보여준다. 이러한 공중합체/IL 복합만에 산화그래핀과 같은 필러를 첨가하면 IL과 유기 필러 사 이에서 발생하는 강한 상호작용으로 인해 필러의 효과가 더욱 향상되며, 이는 결과적으로 CO2의 친화도, 선택도 및 흡착과 같은 요소를 향상시킨다. 금속-유기 구조체(MOF)를 사용하는 공중합체/IL 복합 막은 향상된 CO2 투과도를 보여주었다. 이 총설에서는 이온성 액체와 공중합체복합막의 다양한 조합에 따른 이산화탄소분리성능에 대한 상관관계를 논의한다.

이 연구는 코르크보드를 보강하여 건축부재 및 놀이기구의 안전부재 등으로 폭넓게 활용할 것을 목적으로 코르크보드의 중층에 금속, 유리섬유, 탄소섬유를 삽입하여 보강한 3종의 코르크복합보드를 제조하였고, 코르크복합보드의 수분흡수에 따른 치수안정성 및 접착층 박리성능을 조사하였다. 코르크복합보드의 흡수율은 0.37% - 0.45%의 범위에 있었고, 코르크보드에 비해 0.61배 - 0.74배의 낮은 값을 나타내었다. 코르크복합보드의 두께팽창률은 0.92% - 1.58%의 범위에 있었고, 코르크보드 보다 1.4 - 2.4배의 높은 값을 나타내었다. 그러나 이 값들은 일반 목질보드보다 현저히 낮았고, KS규격의 12%이하를 하회하는 것이 확인되었다. 코르크복합보드의 준내수 및 내수침지박리시험후의 접착층박리율은 0%로 전혀 접착층의 박리가 일어나지 않아 우수한 내수성을 나타내었고, 흡수율과 흡수두께팽창률은 상온침지에 비해 다소 증가하였으나, 목질보드에 관한 KS규격을 하회하는 우수한 치수안정성을 나타내는 것이 확인되었다.

In this study, a milled carbon nanofiber-reinforced composite paint was prepared to enhance the anti-corrosive properties of concrete structures. Shorter-length (40 μm) milled carbon fibers (MCFs) showed an increased viscosity relative to longer MCFs (120 μm) owing to their 2 weeks (the decrease was especially strong in the acid solution). A carbon nanotube (CNT)- reinforced composite paint showed similar results in uniform distribution in the epoxy resin. The latter showed a decrease in viscosity owing to agglomerative movement in the epoxy resin. The surface hardness and tensile strength of the composite paint linearly increased as the carbon nanofiber loading was increased by up to 7.2 wt% in the epoxy resin, and slowly decreased after soaking in a sulfuric acid or sodium hydroxide solution for to those of the MCFs, whereas CNTs dispersed in isopropyl alcohol (IPA) in advance and mixed with resin showed lower hardness values than those without dispersion in IPA at the same loading. The mechanical properties such as the Shore D hardness and tensile strength of the MCF-reinforced composite paint increased significantly, resulting in a slower surface degradation of the composite paint concrete in a sulfuric acid and sodium hydroxide solution.

In this study platform, electrocatalytic detection of the antibiotic chloramphenicol (CAP) in phosphate buffer (pH 7) was easily achieved using a carbon paste electrode modified with NiO nanoparticles (note NiO-CPE). The peak reduction potential of chloramphenicol on the modified electrode is at (− 0.60 V/NiO-CPE vs. Ag/AgCl), its electrochemical behavior is completely irreversible, and controlled by adsorption phenomena. An excellent electrocatalytic activity has been demonstrated by the modified elaborated electrode towards the NO2 attracting group on the side chain of chloramphenicol. The structure and chemical composition of the NiO-CPE sensor were analyzed by SEM, and the X-ray diffraction results indicated that nickel oxide microcrystals were formed on the carbon sheets. The electrochemical characteristics of the NiO-CPE sensor were examined by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy in comparison with the unmodified carbon. Since the DPV technique allows plotting the linearity curve between the electrocatalytic current intensity of the Chloramphenicol peak and their concentration, the proposed sensor showed a remarkable detection limit of 1.08 × 10– 8 mol/L M (S/N = 3) and a wide determination range from 100 to 0.1 μM for Chloramphenicol. The developed sensor was successfully applied in the detection of Chloramphenicol in real samples.

The development of heteroatoms doped inorganic nanocrystal-carbon composites (INCCs) has attained a great focus for energy applications (energy production and energy storage). A precise approach to fabricate the INCCs with homogenous distribution of the heteroatoms with an appropriate distribution of metal atoms remains a challenge for material scientists. Herein, we proposed a facile two-step route to synthesize INCC with doping of metal (α-Fe2O3) and non-metals (N, P, O) using hydrogel formed by treating hexachlorocyclotriphosphazene (HCCP) and 3, 4, 5-trihydroxy benzoic acid (Gallic acid). Metal oxide was doped using an extrinsic doping approach by varying its content and non-metallic doping by an intrinsic doping approach. We have fabricated four different samples (INCC-0.5%, INCC-1.0%, INCC-1.5%, and INCC-2.0%), which exhibit the uniform distribution of the N, P, O, and α-Fe2O3 in the carbon architecture. These composite materials were applied as anode material in water oxidation catalysis (WOC); INCC-1.5% electro-catalyst confirmed by cyclic voltammetry (CV) with a noticeable catholic peak 0.85 V vs RHE and maximal current density 1.5 mA.cm−2. It also delivers better methanol tolerance and elongated stability than RuO2; this superior performance was attributed due to the homogenous distribution of the α-Fe2O3 causing in promotion of adsorption of O2 initially and a greater surface area of 1352.8 m2/ g with hierarchical pore size distribution resulting higher rate of ion transportation and mass-flux.

Along with the development of the automobile industry, the materials and processing technology of parts have also developed. In particular, various materials have been developed and applied to automobile bumpers, which are directly related to crash safety. In particular, the application of composite materials is expanding for weight reduction. In this study, a new composite material made of a mixture of carbon fiber and aramid fiber was developed and the possibility of application to an automobile bumper was reviewed, and significant results were obtained.

국내 건설현장에서 장스팬 구조물이 증가함에 따라 콘크리트와 강재를 조합한 충전형합성보의 적용이 증가하고 있 다. 충전형합성보는 경제적이며 시공성이 향상되고 콘크리트 축열효과에 따라 내화성도 우수하다. 충전형합성보 내부에 휨성능 을 향상시키기 위해 Re-bar로 보강하여 사용한다. 이는 콘크리트 균열에 의해 부식 되어 내력저하를 유발한다. CFRP Re-bar는 경량이며 내부식성이 우수하다. 그러나 임계온도가 250℃로 낮기 때문에 화재에 취약으로 적절한 내화피복재를 적용해야된다. 따라서 열전달해석을 통해 내부 CFRP Re-bar가 보강된 충전형합성보의 온도분포를 확인하였다. 온도 상승에 따른 휨내력을 산 정하여 피복두께를 제안하고자 한다. 해석결과 단면크기에 상관없이 콘크리트 피복두께 40mm와 뿜칠내화피복재 20mm를 적용 하면 표준화재에서 3시간 내화성능을 확보하는 것으로 평가되었다.

본 연구는 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)로 보강된 복합재 구조의 동적 해석을 다루었다. Mori-Tanaka 모델을 기반으 로 MWCNT 중량 비율, 패널의 곡률, 그리고 CNT의 임의 배열이 복합재의 동적거동에 미치는 상호작용을 연구하였다. 본 연구 결과는 CNT의 부피함유비율의 변화에 따른 복합재의 유효탄성계수를 예측하는 기존 문헌결과와 비교하여 검증하였다. 수치해 석 예제는 복합재의 동적 특성을 평가함에 있어서 MWCNT 보강의 불규칙한 배열 또는 기울어진 방향으로 배치된 효과에 대한 중요성을 제시하였다.

By polymerizing acrylonitrile in the presence of ammonium persulfate as an initiator and Pterocladia capillacea-activated carbon (P-AC) as a filler, a composite material polyacrylonitrile/Pterocladia capillacea-activated carbon (PAN/P- AC) was developed. By reacting hydroxylamine with the composite's nitrile groups, the prepared composite was functionalized by amidoximation. FTIR spectrometry, thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), and Brunauer–Emmett–Teller (BET) analysis were all applied to thoroughly characterize the fabricated adsorbent. For the treatment of Cr(VI) ions from synthetic solutions, the adsorption properties of amidoximated polyacrylonitrile/Pterocladia capillacea-activated carbon (PAO/P-AC) were investigated. The pH effect, uptake kinetics, adsorption isotherms, and thermodynamics studies were used to characterize adsorption properties. As a kinetic model analysis, the data confirmed that the pseudo-second-order rate equation matched well the adsorption process. With coefficients of determination (R2) of 0.9998, the Tempkin isotherm model had the lowest error, suggesting that it is the best fitted model to describe this adsorption mechanism. Thermodynamic parameters demonstrated that Cr(VI) adsorption was endothermic.

Heavy metal pollution has a harmful impact on human health and is regarded as a vital problem. Preparation of a novel, low cost bio-sorbent for heavy metal sorption is the main target of this research. Non-living Chlorella Vulgaris Alga/Date pit activated carbon composite (1:1), (CV/AC), is a novel bio-sorbent prepared by the wet-chemical method for sorption of Pb (II) and Sr (II) from aqueous media. The optimum pH for sorption reaction is 5 and the equilibrium time is achieved within 1 h. The sorption efficiencies are 90.5% for Pb(II) and 95.7% for Sr(II) with initial concentration Co 10 mg L– 1 at 298 K. The monolayer sorption capacities of CV/AC composite at 298 K and pH = 5 were 6.34 ± 0.059, 5.97 ± 0.22 mg g– 1. The saturation capacities were 98.5 and 125 mg g– 1 for Pb (II) and Sr (II), respectively after 10 days. The sorption process is a spontaneous and endothermic reaction. It follows a pseudo-2nd-order mechanism. The results are suggestive of the need to adopt CV/AC composite as a potential bio-sorbent of Pb (II) and Sr (II) for waste water treatment.

In this report, we successfully prepared nitrogen-doped porous carbon (N-PC)/manganese dioxide ( MnO2) composite for a high-performance supercapacitor. X-ray diffraction data revealed the α-MnO2 phase. Transmission electron microscopy confirmed that the nanostructured α-MnO2 nanoparticles were coated on the surface of N-PC. The N-PC/α-MnO2 composite delivered a capacitance of 525.7 F g− 1 at the charging current of 1.0 A g− 1. The higher capacitance of the composite could be owing to the synergy of MnO2 and N-PC. Besides, the electrode exhibited a 14.7% capacitance loss after 6000 charge– discharge cycles at 10 A g− 1 indicating good electrochemical stability.