재활용 폴리머 복합재와 천연 섬유 보강재에 대한 관심이 증가하고 있음에도 불구하고, 사용 후 폐지컵에서 회수한 셀룰로스 섬유로 보강된 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)/재활용 폴리에틸렌 테레프탈레이트(r-PET) 블렌드 시스템에 대한 체계적인 연구는 부족합니다. 특히 미처리 섬유와 메타크릴산 그래프트 섬유의 직접 비교는 드뭅니다. 본 연구는 폐지컵에서 추출한 셀룰로스 섬유를 메타크릴산으로 화학 처리하여 LDPE 및 r-PET 기반의 지속 가능한 복합재를 개발했습니다.
FTIR 분석 결과, 표백 후 리그닌 및 헤미셀룰로스 관련 밴드가 사…
고체-고체 상변화 물질(PCM)은 열에너지 저장(TES) 분야에서 누액 방지, 캡슐화 요구사항 감소, 설계 유연성 등 여러 장점을 제공한다. 특히 펜타글리세린(PG) 및 펜타에리트리톨(PE)과 같은 유기 플라스틱 결정(OPC)은 높은 잠열과 조절 가능한 전이 온도를 갖지만, 결정상에서의 취약성, 제한된 가공성, 열 순환 중 거시적 변형 등의 문제로 실제 적용에 한계가 있었다.
본 연구는 섬유화되는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 바인더를 도입하는 재료 공학 전략을 제안한다. 전단 유도 PTFE 섬유화 및 정제(tableting)…
지속가능하고 친환경적인 운송 수단으로의 전환에 있어 전기차(EV)는 핵심적인 역할을 수행합니다. 본 종합 리뷰는 전기차 분야에 적용되는 지속가능 복합재료의 통합을 심층적으로 탐구합니다. 바이오 복합재료부터 재활용 폴리머에 이르기까지 다양한 재료의 열적, 환경적 특성을 평가하고, 전 과정 평가(LCA)를 통해 전기차의 전반적인 지속가능성을 향상시킬 잠재력을 분석합니다.
또한, 재생에너지 통합, 자동화, 머신러닝 및 인공지능 활용 등 지속가능 복합재료 제조 기술의 최신 발전 동향을 조명합니다. 전기차의 다양한 응용 분야와 영향 요인을…
섬유 강화 고분자 복합재(FRPC)의 기계적 성능은 섬유-기지 계면 설계에 의해 결정됩니다. 표면 개질 전략에 대한 광범위한 연구에도 불구하고, 계면 특성 개선이 신뢰할 수 있는 구조적 성능으로 이어지는 데는 여전히 어려움이 있습니다. 본 총설은 표면 화학, 계면층 구조, 나노 개질 및 공정 조건이 하중 전달, 계면 전단 강도, 손상 진화 및 전반적인 기계적 거동을 어떻게 종합적으로 제어하는지 비판적으로 검토합니다.
기존의 개질 기술 요약 위주 총설과 달리, 본 연구는 계면 설계와 제조 공정 간의 연관성에 중점을 둡니다. 계면 성…
극저온 환경에서 사용되는 내마모성 소재는 강도와 손상 허용 오차를 동시에 향상시키기 어렵다는 근본적인 한계에 직면해 있습니다. CoCrNi 기반 중간 엔트로피 합금(MEA)은 극저온 인성이 우수하지만, 이러한 강도-손상 허용 오차 상충 문제로 인해 적용에 제약이 있었습니다. 특히, 2차상 강화는 강도를 높이지만, 상 간의 변형률 불일치가 균열을 유발하며 이는 저온에서 더욱 심화됩니다.
본 연구는 이러한 난제를 극복하기 위해 부분 재결정화를 조절하는 새로운 미세구조 설계 전략을 제시합니다. (CoCrNi)90Mo10 MEA의 열-기…
차량용 크러시 박스는 사고 시 손상을 최소화하는 핵심 안전 부품으로, 충돌 에너지를 흡수하는 역할을 한다. 본 연구에서는 0.25% 및 0.50% 그래핀이 첨가된 원통형 복합재 크러시 박스의 피크 힘, 에너지 흡수량, 비에너지 흡수량을 수열 노화 조건에서 실험적으로 분석했다.
복합재 크러시 박스는 유리섬유, 아라미드섬유, 탄소섬유 및 이들의 하이브리드 조합을 사용하여 진공 주입법으로 제작되었다. 하이브리드화 과정에서는 섬유의 권선 순서를 내부에서 외부로 변경했다. 수열 노화 조건은 60°C에서 500시간 및 1000시간으로 설정하…
최근 머신러닝(ML)은 복합재료의 기계적 거동을 예측하는 강력한 도구로 부상하며, 기존의 시험 및 시뮬레이션 방법보다 빠르고 경제적인 대안을 제시하고 있습니다. 본 총설은 랜덤 포레스트, 서포트 벡터 머신, 인공신경망, 딥러닝 모델 등 다양한 ML 기법이 인장 강도, 경도, 파괴 인성, 피로 수명과 같은 핵심 재료 특성을 예측하는 데 어떻게 활용되는지 탐구합니다.
다수의 최신 연구를 분석하여, ML 모델이 실험 및 시뮬레이션 데이터를 기반으로 훈련되어 공정 변수, 재료 조성, 그리고 최종 성능 간의 복잡한 관계를 규명하는 과정을 …
전자 장치의 소형화, 집적화 및 다양화 추세에 따라 전자기파 적합성 및 방열 문제를 해결하기 위한 열관리 및 광대역 전자기파 흡수 복합재 개발이 중요해지고 있습니다. 본 연구는 선인장의 다단계 가시 구조에서 영감을 받아, 열전도도와 전자기파 흡수 성능을 동시에 향상시키기 위한 생체 모방 3D 네트워크 구조를 제안합니다.
수평 열 전달 경로를 형성하는 질화붕소 나노시트(BNNS)와 층간에 수직으로 성장된 코발트 촉매 질소 도핑 탄소 나노튜브 배열(Co@NCNTs)을 활용하여 선인장과 유사한 이종 구조 필러를 제작했습니다. 고체-고체…
본 총설은 항공기 성능 향상에 필수적인 아라미드 섬유 강화 플라스틱(AFRP)의 항공우주 산업 적용을 다룬다. 케블라, 트와론과 같은 아라미드 섬유는 뛰어난 인장 강도, 낮은 밀도, 열 안정성 덕분에 핵심 소재로 부상했다. 그러나 제조, 내구성, 다기능성 측면에서 여전히 과제가 남아있다.
이 논문은 AFRP의 최신 발전을 평가하며, 분자 구조, 계면 공학, 제조 혁신이 성능에 미치는 영향을 중점적으로 분석한다. 접착력 개선, 효율적인 제조 방법, 극한 조건에서의 내구성 강화, 다기능 AFRP 개발에 대한 질문들을 다룬다.
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금속-유기 골격체(MOF)는 독특한 특성으로 환경 정화 분야에서 폭넓게 활용되지만, 분말 형태라는 한계로 실제 적용에 제약이 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해, MOF를 풍부하고 지속 가능한 바이오매스 유래 나노셀룰로스(NC)와 결합하여 가공 가능한 거시적 구조체를 구축하는 연구가 활발합니다.
본 총설은 MOF-NC 기반 다차원 거시 재료의 제조 및 환경 정화 응용 분야의 최근 발전을 다룹니다. 염료 흡착 및 분해, 의약품 제거, 중금속 이온 포획, 휘발성 유기 화합물(VOC) 흡착 및 분해, 이산화탄소 포획 및 분리, 미세…