친환경 셀룰로오스 나노섬유를 이용한 분산성이 탁월한 탄소나노튜브 나노유체 제조 및 고열원 방열재 개발 가능성에 관한 연구
▪친환경 CNF를 이용한 분산성이 탁월한 탄소나노튜브(CNT) 나노유체 제조 연구
▪CNF-CNT 기반의 박막(Bucky-paper)소재 개발(두께 70μm 이하) 및 열전도도(Thermal Conductivity) 평가 연구
▪열저항(Thermal Resistance)이 최소화된 방열 핵심 소재(TIM)개발
○ 갯강구의 주 서식처는 해안가 바위틈 등으로서 아가미로 호흡하지만 물 공급을 갯강구 다리표면의 미세한 홈을 통하여 공급받는다. 또한 이 흡수한 물의 일부를 체표면에서 증발시키므로서 그 증발잠열을 이용하여 항상 일정한 온도를 유지시켜 바닷가의 고온 환경에서도 살아가는 생물체이다. 이 갯강구의 다리표면에서 물을 흡수하는 것을 모방(Biomimetics)하여 기존 연구자들에 의한 액체 수송기구와는 완전히 차별성 있는 무동력 액체 수송 기구로서 나노/마이크로입자를 코팅한 모세관을 개발 연구하고자 한다.
○친수성(親水性, Hydrophilic)으로 인한 수송능력을 극대화 하기 위하여 알루미나(Alumina, Al2O3)와 탄소나노튜브(Carbon NanoTubes)의 복합입자를 갖는 나노유체 수용액(Nonofluids solution)을 제조하여 마이크로 모세관의 내표면에 코팅하는 방법을 사용한다.
○이처럼 나노/마이크로 코팅막을 가진 모세관은 표면장력의 증가, 친수성의 강화 및 액체와 표면간의 접촉각도를 작게하므로서 고효율의 무동력 액체수송용 마이크로 모세관 개발이 가능하게 되며 이를 위하여 다음과 같이 년차별 연구목표 및 세부 연구항목을 설정한다
(1)마이크로 모세관 내면 코팅용 나노입자 선정 기초 연구
-나노입자 선정 기초 실험 연구
-마이크로 모세관 내경 변화에 대한 기본 모세성능 연구
-나노입자 유무에 따른 마이크로 모세관 기초실험 연구
(2)알루미나와 탄소나노튜브의 복합입자 나노유체 수용액 개발 연구
-알루미나 나노입자의 분산성 및 부유성 평가 연구
-탄소나노튜브 입자의 기계적 분쇄와 성능 평가 연구
-산세척에 의한 순도 및 분산성 향상 연구
-알루미나와 탄소나노튜브 복합 나노유체 수용액의 분산성 및 부유성 평가 연구
(3)나노유체 수용액의 친수성 및 표면 접촉각도 특성 연구
- 나노유체 수용액의 농도별 접촉각도 변화 특성 연구
-고체 표면의 거칠기에 따른 나노유체 수용액의 친수성능 변화 연구
-고체표면 코팅 막의 내구성 및 친수성능 변화 특성 연구
- 최고의 친수면적을 위한 나노유체 수용액의 조건 특성 연구
(4)고효율 정량 액체 수송능력을 가진 마이크로 모세관의 개발
- 나노입자 막 형성에 대한 모세관 능력의 기본 특성 실험
- 마이크로 모세관의 직경변화에 대한 유량 수송 특성 연구
- 모세관의 길이 방향에 대한 유량-압력손실 연구
- 마이크로 모세관 수송유량의 시간변동 특성 연구
○ 갯강구의 주 서식처는 해안가 바위틈 등으로서 아가미로 호흡하지만 물 공급을 갯강구 다리표면의 미세한 홈을 통하여 공급받는다. 또한 이 흡수한 물의 일부를 체표면에서 증발시키므로서 그 증발잠열을 이용하여 항상 일정한 온도를 유지시켜 바닷가의 고온 환경에서도 살아가는 생물체이다. 이 갯강구의 다리표면에서 물을 흡수하는 것을 모방(Biomimetics)하여 기존 연구자들에 의한 액체 수송기구와는 완전히 차별성 있는 무동력 액체 수송 기구로서 나노/마이크로입자를 코팅한 모세관을 개발 연구하고자 한다.
○친수성(親水性, Hydrophilic)으로 인한 수송능력을 극대화 하기 위하여 알루미나(Alumina, Al2O3)와 탄소나노튜브(Carbon NanoTubes)의 복합입자를 갖는 나노유체 수용액(Nonofluids solution)을 제조하여 마이크로 모세관의 내표면에 코팅하는 방법을 사용한다.
○이처럼 나노/마이크로 코팅막을 가진 모세관은 표면장력의 증가, 친수성의 강화 및 액체와 표면간의 접촉각도를 작게하므로서 고효율의 무동력 액체수송용 마이크로 모세관 개발이 가능하게 되며 이를 위하여 다음과 같이 년차별 연구목표 및 세부 연구항목을 설정한다
(1)마이크로 모세관 내면 코팅용 나노입자 선정 기초 연구
?나노입자 선정 기초 실험 연구
?마이크로 모세관 내경 변화에 대한 기본 모세성능 연구
?나노입자 유무에 따른 마이크로 모세관 기초실험 연구
(2)알루미나와 탄소나노튜브의 복합입자 나노유체 수용액 개발 연구
?알루미나 나노입자의 분산성 및 부유성 평가 연구
?탄소나노튜브 입자의 기계적 분쇄와 성능 평가 연구
?산세척에 의한 순도 및 분산성 향상 연구
?알루미나와 탄소나노튜브 복합 나노유체 수용액의 분산성 및 부유성 평가 연구
(3)나노유체 수용액의 친수성 및 표면 접촉각도 특성 연구
? 나노유체 수용액의 농도별 접촉각도 변화 특성 연구
? 고체 표면의 거칠기에 따른 나노유체 수용액의 친수성능 변화 연구
? 고체표면 코팅 막의 내구성 및 친수성능 변화 특성 연구
? 최고의 친수면적을 위한 나노유체 수용액의 조건 특성 연구
(4)고효율 정량 액체 수송능력을 가진 마이크로 모세관의 개발
? 나노입자 막 형성에 대한 모세관 능력의 기본 특성 실험
? 마이크로 모세관의 직경변화에 대한 유량 수송 특성 연구
? 모세관의 길이 방향에 대한 유량-압력손실 연구
? 마이크로 모세관 수송유량의 시간변동 특성 연구
○ 갯강구의 주 서식처는 해안가 바위틈 등으로서 아가미로 호흡하지만 물 공급을 갯강구 다리표면의 미세한 홈을 통하여 공급받는다. 또한 이 흡수한 물의 일부를 체표면에서 증발시키므로서 그 증발잠열을 이용하여 항상 일정한 온도를 유지시켜 바닷가의 고온 환경에서도 살아가는 생물체이다. 이 갯강구의 다리표면에서 물을 흡수하는 것을 모방(Biomimetics)하여 기존 연구자들에 의한 액체 수송기구와는 완전히 차별성 있는 무동력 액체 수송 기구로서 나노/마이크로입자를 코팅한 모세관을 개발 연구하고자 한다.
○친수성(親水性, Hydrophilic)으로 인한 수송능력을 극대화 하기 위하여 알루미나(Alumina, Al2O3)와 탄소나노튜브(Carbon NanoTubes)의 복합입자를 갖는 나노유체 수용액(Nonofluids solution)을 제조하여 마이크로 모세관의 내표면에 코팅하는 방법을 사용한다.
○이처럼 나노/마이크로 코팅막을 가진 모세관은 표면장력의 증가, 친수성의 강화 및 액체와 표면간의 접촉각도를 작게하므로서 고효율의 무동력 액체수송용 마이크로 모세관 개발이 가능하게 되며 이를 위하여 다음과 같이 년차별 연구목표 및 세부 연구항목을 설정한다
(1)마이크로 모세관 내면 코팅용 나노입자 선정 기초 연구
?나노입자 선정 기초 실험 연구
?마이크로 모세관 내경 변화에 대한 기본 모세성능 연구
?나노입자 유무에 따른 마이크로 모세관 기초실험 연구
(2)알루미나와 탄소나노튜브의 복합입자 나노유체 수용액 개발 연구
?알루미나 나노입자의 분산성 및 부유성 평가 연구
?탄소나노튜브 입자의 기계적 분쇄와 성능 평가 연구
?산세척에 의한 순도 및 분산성 향상 연구
?알루미나와 탄소나노튜브 복합 나노유체 수용액의 분산성 및 부유성 평가 연구
(3)나노유체 수용액의 친수성 및 표면 접촉각도 특성 연구
? 나노유체 수용액의 농도별 접촉각도 변화 특성 연구
? 고체 표면의 거칠기에 따른 나노유체 수용액의 친수성능 변화 연구
? 고체표면 코팅 막의 내구성 및 친수성능 변화 특성 연구
? 최고의 친수면적을 위한 나노유체 수용액의 조건 특성 연구
(4)고효율 정량 액체 수송능력을 가진 마이크로 모세관의 개발
? 나노입자 막 형성에 대한 모세관 능력의 기본 특성 실험
? 마이크로 모세관의 직경변화에 대한 유량 수송 특성 연구
? 모세관의 길이 방향에 대한 유량-압력손실 연구
? 마이크로 모세관 수송유량의 시간변동 특성 연구
본 과제는 단일 공작기계에 Cell 적용이 가능한 Auto Stocker 및 Robot 모듈을 개발하여, 공작기계의 소재 공급 및 핸들링 과정을 자동화하고 생산 효율을 높이는 연구임. 이는 제조 현장에서의 공작기계 활용도를 극대화하기 위함.
연구 목표는 모듈화된 소재공급장치 개발을 통해 공작기계 시스템 구성 시간 및 인력 절감, 효율적 운영을 가능하게 하는 데 있음. 이를 통한 생산성 향상 및 증대, 설비 투자비 절감 효과를 기대하며, 공작기계 장치 탈부착 및 타 공작기계와의 범용 적용이 가능한 단독 소재공급장치의 국산화 개발을 최종 목표로 함. 핵심 연구 내용은 표준선반 6인치 및 8인치 공작기계의 5kg급 이하 공작물 가반중량 소재 공급 장치 개발, Un/Loading용 Robot 장치와 Auto Stocker 시제품 제작, 그리고 적합한 Firmware 및 Controller 시제품 개발을 포함함. 기대 효과는 국산화 달성을 통한 공작기계 산업 경쟁력 강화 및 2017년부터 2019년까지 점진적인 고용 창출과 매출 증대(수출 포함) 목표 달성임.