서지주요정보
Tensile testing of ultra-thin films on water surface = 얇은 박막의 물 위에서의 인장 시험
서명 / 저자 Tensile testing of ultra-thin films on water surface = 얇은 박막의 물 위에서의 인장 시험 / Jae-Han Kim.
저자명 Kim, Jae-Han ; 김재한
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2013].
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MME 13063

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초록정보

The surface of water provides an excellent environment for gliding movement, in nature and modern technology, from surface living animals such as the water strider to Langmuir-Blodgett films. The high surface tension of water keeps the contacting objects afloat, and its low viscosity enables almost frictionless sliding on the surface. Here we utilize the water surface as a nearly ideal underlying support for free-standing ultra-thin films and develop a novel tensile testing method for the precise measurement of mechanical properties of the films. We use our method, namely, the pseudo free-standing tensile test, to overcome the limitations of existing tensile tests of thin films such as difficulties in the fabrication and handling of free-standing specimens without damages, or the accurate extraction of mechanical properties from the tensile tests of supports thin films. In our method, all specimen preparation and testing procedures are performed on the water surface resulting in easy handling and almost frictionless sliding without specimen damages or substrate effects. We further utilize van der Waals adhesion between polymer coated metal grips and specimen’s grip-sections for the damage-free grip-ping of an ultra-thin film specimen. Our approach can potentially be used to explore the mechanical properties of emerging 2D materials such as graphene, ultra-thin Si, metal oxides, and organic-inorganic hybrids, as well as biomembranes essentially in contact with a liquid surface.

물의 표면은 소금쟁이의 물 표면에서의 움직임과 같은 자연 현상이나 Langmuir-Blodgett films 제작과 같은 현대 기술에서 있어서 미끄러지듯이 움직일 수 있는 환경을 제공하는 한다. 물의 높은 표면 장력은 접촉하고 있는 물체를 띄울 수 있으며, 낮은 점성력은 마찰력이 거의 없는 슬라이딩 표면을 제공한다. 이 논문에서는 물의 표면을 얇은 박막을 지지하기 위하여 사용하였으며, 이를 이용하여 박막의 정확한 물성치를 측정하는 방법을 개발하였다. 우리는 이 방법을 이용하여 자유 지지 박막을 손상 없이 제작 및 조작하는 어려움이나 지지된 박막의 인장 시험에서는 정확한 물성치를 얻기 어려운 점 등 기존에 존재하는 인장 시험 방법들의 한계를 극복하였다. 새롭게 개발한 방법에서는 모든 시편의 준비 과정 및 시험 과정이 물 표면에서 이루어지는데 이는 시편의 조작을 용이하게 하며 손상을 최소화한다. 우리는 또한 van der Waals adhesion을 시편 조작에 사용하였다. PDMS를 시편 조작을 위한 grip 에 코팅하고 이를 시편 표면에 가볍게 붙임으로써 시편의 손상을 줄이고 물 표면에서 쉽게 조작할 수 있었다. 우리의 새로운 인장 시험 방법은 그래핀, 초 박막 실리콘 등 유망한 2D 재료들뿐만 아니라 다양한 액체 표면과 접촉하고 있는 생물학적 재료들의 기계적 물성치 측정에 널리 사용될 수 있을 것이다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MME 13063
형태사항 v, 37 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 김재한
지도교수의 영문표기 : Taek-Soo Kim
지도교수의 한글표기 : 김택수
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 기계공학전공,
서지주기 References : p. 32-35
주제 ultra-thin films
tensile test
water surface
mechanical properties
초박막
인장시험
물 표면
기계적 물성치
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