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전계방사 섬유의 구조 형성

전문가 제언: ○ 본고에서는 최근 전계방사를 통하여 얻어지는 새로운 섬유의 방사과정과 이로부터 얻어지는 나노섬유의 구조를 외부와 내부의 구조, 또 그로부터 나타나는 나노섬유의 특성에 대해 설명하고 있다. 외부구조라 함은 섬유의 형상과 표면의 토폴로지에 관련된 것으로 본고에서는 섬유제품의 초발수성 부여를 중심으로 설명하고 있으며, 내부구조라 함은 섬유내부의 구조로서 복합섬유나 미크로 상분리 등에 관련된 연구 예를 소개하고 있다.

○ 전계방사라 함은 강한 전장을 가하고 고분자 용액의 안정한 젯(jet)을 발생시키고 하부에 존재하는 수집판에서 아주 가는 섬유를 수집하는 과정을 말하는데, 액체상태의 젯은 강한 전장 하에서 강하게 타격을 받으면서 생기는 고분자용액의 줄기(whipping jet)가 되며 따라서 젯류는 전후로 구부러지면서 진행된다. 이는 액체의 불안정성에 의한 것으로 제어하기는 그리 용이하지 않다.

○ 액상 젯이 불안정화하는 원인은 직경이 변하는 불안정과 다른 불안정성은 젯들이 서로 다른 방향으로 진행하는데 따르는 것이다. 이것은 젯류에 타격이 가해지면서 하나의 젯류가 복수의 흐름으로 갈라지면서 흐름의 굵기가 줄어드는 불안정성을 가진다. 이들 두 가지 불안정성은 서로 경쟁하면서 굽힘 불안정 과정 중에 어느 정도 인장이 일어나는가에 따라서 섬유의 굵기가 결정되는데 전계방사로 나노섬유가 얻어질 수 있다.

○ 그러므로 전계방사에 의해 제조되는 나노섬유는 극대 표면적, 초발수성, 나노스케일의 상분리 구조 막, 중공사막 등 첨단분야에 널리 활용이 기대되고 있어 매우 중요한 연구 분야로서 전계방사기술 및 이의 활용위한 기초연구의 강화가 시급한 것으로 생각된다. 본고는 전계방사과정의 기본원리 및 이의 활용방안을 제시하고 있어 우리 재료 및 유기재료 합성자에게 매우 흥미 있는 과제를 제시하고 있는 것으로 사료된다.

저자: GREGORY CHARLES RUTLEDGE
자료유형: 학술정보