| 초록 |
Solution Plasma Process 는 solution 으로 Plasma jet을 irradiation 하는 Process 이다. 많은 연구자들이 Solution Plasma Process를 이용 하여 nanoparticle을 modification 혹은 synthesis 하였다. 종래에는 Wet-reduction 방법이 산업적 생산성이 높아 많이 사용되고 있다. 하지만 생산물의 표면 특성, 환경 오염 등 다양한 문제점이 발생한다. 이에 많은 연구자들은 이러한 문제를 해결하고 산업적 생산성을 더 높이기 위하여 Solution Plasma Process를 연구하고 있다. Solution Plasma Process는 Wet-reduction 방법과 다르게 Polymeric stabilizer, reducing agent를 요구하지 않는다. 그렇기 때문에 Toxic agent, chemical agent를 최소화 할 수 있는 친환경 공정이라고 할 수 있다. 또한 Plasma 를 이용하여 precursor를 단시간 안에 reduction 시키기 때문에 생산성 역시 높다고 할 수 있다. 하지만 Wet-reduction, Solution Plasma Process 두 가지 경우 모두 Hydrophobic 한 nanoparticle을 만드는 것이 어렵다. 이에 본 연구에서는 He/SF6 gas로 Plasma를 방전시켜서 Solution 내부에 불어넣어 기존 방법으로 획득하기 어려운 Hydrophobic nanoparticle을 얻었다. 본 연구에서는 Plasma에 의하여 발생한 F anion이 Solution 내부에 nanoparticle에 직접적으로 영향을 준 것을 XPS를 이용해서 정량적으로 확인 하였다. 기존 연구에서는 Solvent 에 의해서 nanoparticle이 개질 되는 것인지 Plasma 에 의하여 nanoparticle이 개질 된 것인지 확인하기 어려웠지만 본 연구에서는 Solvent 에서 분해되어 발생하는 atom과 Plasma Process gas 의 구성 atom을 다르게 하여 이를 구분하였다. 본 연구에서는 Carbon black을 IPA에 분산하고 Solution Plasma Process로 표면을 Hydrophobic 하게 개질 하였다. Hydrophobic Carbon black을 이용 하여 실제 Tire 에 사용 되는 Styrene-Butadiene Rubber(SBR) 에 함유 하여 기존 SBR 과의 Contact angle을 비교 하였다. 그 결과 contact angle이 약 55° 에서 95°로 증가 한 것을 확인 하였다. Contact angle의 증가는 wetting 의 감소를 의미한다. 즉 Tire 의 hydroplaning 현상을 감소 시키는 것을 의미한다. 본 연구는 새로운 Solution Plasma Process의 mechanism을 확인 하고 실제 산업에 적용 하는 nanoparticle을 hydrophobic 하게 개질 하여 Tire에 적용 하여 실 산업에 본 연구가 적용 될 수 있음을 확인 하였다. |
