In this dissertation, the multi-functional polymeric and cementitious composites incorporating CNT@CIP-based nanohybrid clusters were developed. First, previous studies pertaining to the recent advancement on conductive polymeric composites using various kinds of conductive fillers and many kinds of dispersion methods for the conductive fillers were widely revisited. Then, the fabrication method of CNT@CIP-based nanohybrid cluster was proposed, and the formation of the cluster was analyzed using various characterization tools. The multi-functional polymeric composites using these proposed clusters were fabricated, and their functionalities including EMI shielding composites, flexible strain sensor for monitoring human motions, and magneto-meters applications are systematically evaluated. In addition, the fabricated clusters were used to fabricate multi-directional cement-based sensor. This dissertation can be categorized in to four aspects considering the proposed functionalaity: 1) Fabrication of CNT@CIP-based nanohybrid clusters and development of EMI shielding polymeric composites with these clusters, 2) Design of a highly flexible and sensitive polymeric sensor incorporating CNT@CIP-based nanohybrid lusters for monitoring movements of human bodies, 3) Fabrication of magneto-meters using CNT@CIP-based nanohybrid clusters-embedded polymeric composites, and 4) Directionally sensitive cement-based sensor using CNT@CIP-based nanohybrid clusters.
The obtained outcomes provided the new insight of the proposed CNT@CIP-based nanohybrid clusters, which improved the functional performances and increased the possibility of the nanohybrid clusters-embedded composites as multi-functional composites.
본 학위 논문에서는 탄소나노튜브와 카르보닐 철 분말 기반의 나노하이브리드 클러스터를 이용한 다기능성 폴리머 및 시멘트계 복합체를 개발하였다. 먼저, 최근 다양한 종류의 전도성 소재를 이용한 전도성 복합체 개발의 최근 발전과 전도성 소재의 다양한 분산 기법에 대해서 폭넓게 살펴보았다. 다음으로, 제안하는 나노하이브리드 클러스터의 제조 방법을 제안하고 다양한 분석 방법으로 클러스터 형성 여부를 평가하였다. 제안된 클러스터를 폴리머 복합체에 혼입하여 전자파차폐재, 휴먼 모션 모니터링용 고신축 센서, 및 자기장 센서 등으로 활용하기 위한 연구를 수행하였다. 또한, 제작된 클러스터를 시멘트 기반의 다축방향 센서 개발에 활용하였다. 본 학위논문은 기능성을 고려하여 4가지 챕터로 구성되었다. 본 학위논문에서 얻은 결과는 제안하는 나노하이브리드 클러스터에 대한 새로운 통찰력을 제공하였으며, 다양한 기능성 복합체의 기능성을 개선하여 다양한 분야에 널리 사용될 수 있음을 검증하였다.
