| 기관명 |
NDSL |
| 작성자 |
KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 |
| 작성일자 |
2017-02-16 00:00:00.000 |
| 내용 |
매사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology)의 연구진은 비파괴적인 방식으로 1차원 나노구조의 특성을 평가할 수 있는 새로운 임피던스 분광법을 개발했다. 지난 수년 동안에 수직으로 정렬된 나노구조 합성에서 획기적인 진전이 이루어졌고, 이로 인해서 전기화학 시스템, 전자장치, 광전자장치, 감지 및 태양전지의 성능을 향상시킬 수 있는 높은 표면적을 가진 고밀도 어레이를 성장시킬 수 있었다. 이런 어레이의 형상은 적용 분야에 따라서 최적화시킬 수 있다. 합성된 어레이 간의 간격을 조사하는 것은 이런 장치의 성능을 예측할 수 있게 한다. 이번 연구진은 충전밀도(packing density)와 관계없이 어레이의 간격을 비파괴적으로 측정할 수 있는 새로운 방법을 개발했는데, 이것은 저렴하고 원위치(in situ)에서 측정 가능한 장점을 가진다. 이번 연구진은 화학 기상 증착으로 수직으로 정렬된 탄소 나노튜브를 성장시켰다. 이 기술은 탄소 나노튜브 숲(forest)의 전기적 주파수 반응을 조사하기 위해서 3 개의 전기화학적 비커를 사용했다. 그 후에, 순환 전압 전류법과 단계 전압(step voltage)과 같은 커패시턴스를 이용해서 이중층 커패시턴스를 계산하고, 입력 정현파 전압 섭동(input sinusoidal voltage perturbation)을 가진 임피던스 분광법으로 전류 반응을 측정한다. 다공성 전극을 위한 변형된 전송선로 모델이 결합된 이 측정은 탄소 나노튜브 간의 간격(Γ) 분포를 확인하는데 사용된다. 이 기술을 이용해서 측정해 본 결과, 이전의 이미징 분석 및 공극 표면적 측정법과 같은 직선 기둥 형상을 기반으로 하는 측정치보다 탄소 나노튜브 숲에서 더 큰 분산이 존재한다는 것을 알 수 있었다. 이번 연구진은 이 정량적 연구결과를 수학적 모델과 비교했고, 탄소 나노튜브의 왜곡이 기둥 간의 간격을 확산시킨다는 결론을 내렸다. 이 방법은 비파괴적이고 정확한 탄소 나노튜브 특성을 알 수 있게 , 노출 기공성(open porosity)과 전기화학적 특성을 예측하기 위해서 유기 및 무기 나노와이어, 나노섬유와 같은 고가의 1차원 나노구조 어레이에 적용될 수 있다. 이번 연구진은 축전식 탈염기술(capacitive deionization)을 위한 전극 디자인에서 수직으로 정렬된 탄소 나노튜브의 역할을 조사하는데 이 방법을 사용할 예정이다. 축전식 탈염 기술은 대량으로 염을 흡수하고 빠른 속도의 담수화를 이루는데 매우 중요하다. 담수화에 탄소 나노튜브 전극을 적용하는 것은 흥미로운 연구과제이다. 이것이 가능하기 위해서는 탄소 나노튜브 전극의 특성이 더 향상되어야 하고, 이번 측정 기술과 같이 빠른 시간 내에 비파괴적으로 이런 특성을 평가할 수 있다면, 우리가 원하는 1차원 나노구조를 만드는데 크게 기여할 것이다. 이 연구결과는 저널 Nanotechnology에 “Porosimetry and packing morphology of vertically aligned carbon nanotube arrays via impedance spectroscopy” 라는 제목으로 게재되었다. |
| 출처 |
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| 원문URL |
매사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology)의 연구진은 비파괴적인 방식으로 1차원 나노구조의 특성을 평가할 수 있는 새로운 임피던스 분광법을 개발했다. 지난 수년 동안에 수직으로 정렬된 나노구조 합성에서 획기적인 진전이 이루어졌고, 이로 인해서 전기화학 시스템, 전자장치, 광전자장치, 감지 및 태양전지의 성능을 향상시킬 수 있는 높은 표면적을 가진 고밀도 어레이를 성장시킬 수 있었다. 이런 어레이의 형상은 적용 분야에 따라서 최적화시킬 수 있다. 합성된 어레이 간의 간격을 조사하는 것은 이런 장치의 성능을 예측할 수 있게 한다. 이번 연구진은 충전밀도(packing density)와 관계없이 어레이의 간격을 비파괴적으로 측정할 수 있는 새로운 방법을 개발했는데, 이것은 저렴하고 원위치(in situ)에서 측정 가능한 장점을 가진다. 이번 연구진은 화학 기상 증착으로 수직으로 정렬된 탄소 나노튜브를 성장시켰다. 이 기술은 탄소 나노튜브 숲(forest)의 전기적 주파수 반응을 조사하기 위해서 3 개의 전기화학적 비커를 사용했다. 그 후에, 순환 전압 전류법과 단계 전압(step voltage)과 같은 커패시턴스를 이용해서 이중층 커패시턴스를 계산하고, 입력 정현파 전압 섭동(input sinusoidal voltage perturbation)을 가진 임피던스 분광법으로 전류 반응을 측정한다. 다공성 전극을 위한 변형된 전송선로 모델이 결합된 이 측정은 탄소 나노튜브 간의 간격(Γ) 분포를 확인하는데 사용된다. 이 기술을 이용해서 측정해 본 결과, 이전의 이미징 분석 및 공극 표면적 측정법과 같은 직선 기둥 형상을 기반으로 하는 측정치보다 탄소 나노튜브 숲에서 더 큰 분산이 존재한다는 것을 알 수 있었다. 이번 연구진은 이 정량적 연구결과를 수학적 모델과 비교했고, 탄소 나노튜브의 왜곡이 기둥 간의 간격을 확산시킨다는 결론을 내렸다. 이 방법은 비파괴적이고 정확한 탄소 나노튜브 특성을 알 수 있게 , 노출 기공성(open porosity)과 전기화학적 특성을 예측하기 위해서 유기 및 무기 나노와이어, 나노섬유와 같은 고가의 1차원 나노구조 어레이에 적용될 수 있다. 이번 연구진은 축전식 탈염기술(capacitive deionization)을 위한 전극 디자인에서 수직으로 정렬된 탄소 나노튜브의 역할을 조사하는데 이 방법을 사용할 예정이다. 축전식 탈염 기술은 대량으로 염을 흡수하고 빠른 속도의 담수화를 이루는데 매우 중요하다. 담수화에 탄소 나노튜브 전극을 적용하는 것은 흥미로운 연구과제이다. 이것이 가능하기 위해서는 탄소 나노튜브 전극의 특성이 더 향상되어야 하고, 이번 측정 기술과 같이 빠른 시간 내에 비파괴적으로 이런 특성을 평가할 수 있다면, 우리가 원하는 1차원 나노구조를 만드는데 크게 기여할 것이다. 이 연구결과는 저널 Nanotechnology에 “Porosimetry and packing morphology of vertically aligned carbon nanotube arrays via impedance spectroscopy” 라는 제목으로 게재되었다. |
| 내용 |
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| 첨부파일 |
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