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셀룰로오스 나노섬유 부직포 개발

전문가 제언: ○ 최근 셀룰로오스나 키틴의 피브릴이 갖는 정밀한 역학특성이 주목을 받고 있다. 이들이 자연계에서 형성한 강하고 견고한 집합형태를 해체하여 나노 피브릴을 재료화하는 검토가 활발하게 이루어지고 있다. 지금까지 보고된 주요 피브릴화 기법은 높은 에너지를 소비하는 기계적인 미세화법, 산가수분해법으로 대별된다.

○ 본 논문에서는 범용 펄프를 습식 미세화에 의해 셀룰로오스 피브릴에 가까운 섬유 직경의 나노섬유를 만들어 그의 희석 분산체로부터 초지법 제막으로 부직포를 제조하였다. 통기성을 갖는 미세한 네트워크만으로 된 셀룰로오스 나노섬유 부직포(CNF)를 개발하였다. CNF는 최대 공경(pore size)이 0.1~0.2㎛ 정도의 아주 작은 구멍을 가진 부직포이고, 셀룰로오스가 원천적으로 보유한 높은 내열성과 낮은 열팽창성도 겸비한 신규 재료로서 각종 용도로의 이용이 기대된다.

○ 나노 섬유는 직경이 나노 오더(order)의 섬유(나노 사이즈 섬유) 또는 굵기에 상관없이 섬유의 표면이나 내부 구조가 나노 오더로 제어된 섬유상 물질(나노 구조 섬유)로 구분할 수 있다. 이 중 나노 사이즈 섬유를 보통 나노 섬유라 부르고 있다. 실제로 나노 섬유 기술로부터 방호의류, 스마트 직물을 만들어 실용화하고 있다. 특히 중요한 것은 섬유 자체에 그치지 않고 환경, 바이오, 정보 등과 융합한 복합 기술이 개발되면 나일론 개발에 따른 합성섬유 산업의 발전에 버금가는 산업혁명의 위치에 이를 것으로 예측하기도 한다.

○ 지금까지 종이는 주로 인쇄?포장 재료로서 사용되어 왔으나, 최근 일렉트로닉스 디바이스 재료의 지지 기판(유기박막 트랜지스터, 액티브 매트릭스 디스플레이, 로직 회로, 전자종이, RFID 태그, 전계효과 트랜지스터(FET))으로서의 가능성이 검토되고 있다. 이것은 종이가 낮은 환경부하?저비용 재료이고, 그 제조기술이 대면적 프로세스이기 때문에 기존의 디바이스 재료로서 기대되고 있다. 중요한 키워드는 백색이 아닌 투명 셀룰로오스 재료가 필요한 것이다.

저자: Hirofumi Ono
자료유형: 학술정보