우리가 고분자 나노복합체를 좋아하는 이유(당신도 좋아해야 합니다!)

고분자 나노복합체는 오늘날 플라스틱 기술에서 가장 뜨거운 주제 중 하나입니다. 나노복합체는 매트릭스 또는 수지라고 하는 연속상으로 유지되는 나노스케일 섬유를 포함하는 재료입니다. 나노 입자는 크기가 1에서 100나노미터 사이입니다. (나노미터는 10억분의 1미터입니다). 따라서 플라스틱 나노복합체는 플라스틱 수지에 박힌 나노입자로 구성됩니다. 수지 분자와 나노크기 입자의 분자에 가까운 혼합물입니다.

나노복합체는 자연에서 새로운 현상이 아닙니다. 토양의 무기질 부분의 대부분은 나노 물질로 구성되어 있어 분자 또는 나노 수준에서 입자를 걸러낼 수 있습니다. 우리의 뼈는 연체동물 껍질의 일부와 마찬가지로 나노복합체의 예입니다. 예를 들어, 진주층(진주)은 무기 아라고나이트(CaCO₃ ) 및 유기 바이오폴리머. 진주층은 구성 물질보다 2배 더 단단하고 1000배 더 단단합니다.

현재, 나노미네랄이라고도 하는 나노클레이는 플라스틱 나노복합체의 제조에 가장 일반적으로 사용되는 상업용 첨가제입니다. 나노클레이는 전 세계적으로 생산되는 총 생산량의 거의 80%를 차지합니다. 가장 널리 사용되는 나노점토는 몬모릴로나이트로, 이는 일반적으로 미세한 결정의 점토를 형성하는 매우 부드러운 광물입니다. 또한 상업적으로 사용되는 것은 탄소 나노섬유 및 탄소 나노튜브입니다. MWCNT 또는 다중벽 탄소 나노튜브는 반도체 제조에 사용됩니다. 또한, 사용 중인 나노입자의 또 다른 그룹은 합성 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(POSS)입니다. POSS는 실리콘과 산소 원자가 입방체 형태로 함께 연결되어 있으며 실리콘 원자가 모서리를 차지합니다. 나노섬유는 폴리아미드(나일론), 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리이미드, PET 등을 포함한 다양한 고분자와 혼합되어 유용한 고분자 나노복합체를 만듭니다.

그렇다면 폴리머 나노복합체를 일반 플라스틱 복합재보다 더 나은 점은 무엇입니까? 기계적 측면에서 고분자 나노복합체는 종횡비, 표면적 대 부피비, 강도 대 중량비로 인해 기존 복합 재료와 다릅니다. 더 자세히 살펴보겠습니다.

고분자 나노복합체는 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 예를 들어, 리튬 이온 배터리의 양극에서 나노복합체 사용을 살펴보겠습니다. 실리콘-탄소 나노복합체로 만들어진 양극은 리튬 전해질과 더 밀착되어 더 빠른 충전과 방전이 가능하다. 또한 풍차 블레이드에 사용되어 중량 대비 강도가 우수하고 자동차와 항공기에서 연료 효율성을 개선하는 데 사용됩니다.

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