게시 및 게시 날짜 : 2015/11/09

천연 폴리머 키토산으로 만든 유연하고 투명한 실시간 바카라재

-폴드 가능한 유연성은 미세 섬유의 균질 한 얽힌 구조를 통해 달성됩니다

포인트

  • 천연 폴리머 키토산으로 만든 고성능 실시간 바카라재 개발
  • 미세한 키토산 섬유의 균질 한 얽힌 구조, 동시에 유연성, 투명성 및 높은 실시간 바카라재를 달성하는 구조
  • 기존 주택의 창문에 부착 될 자동차 창문 및 실시간 바카라재를위한 투명 실시간 바카라재로 사용될 것으로 예상


요약

바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST")화학 공정 연구 부서[Research Division Director Hamakawa Satoshi] 계층 구조 자료 프로세스 그룹 연구원 Takeshita Satoshi와 Yoda Satoshi는 자연 중합체입니다Chitosan로 만들어진 유연하고 투명한 고성능 실시간 바카라재를 개발했습니다

이 실시간 바카라재는 직경이 5 ~ 10 nm 인 미세한 키토산 섬유의 3 차원 균일 균일 함을 가지며 기존의 투명 실시간 바카라재실리카 에어로겔에 가까운 투명성 및 실시간 바카라재 외에도 실리카 에어로겔에는 유연성이 없습니다 기존 주택의 창에 높은 실시간 바카라재와 자동차 창을위한 실시간 바카라 층을 제공하는 실시간 바카라재에 적용될 것으로 예상됩니다

이 실시간 바카라에 대한 자세한 내용은 Academic Journal of the American Chemical Society재료 화학에 게시 될 예정이지만 그 전에는 온라인 버전이 2015 년 11 월 7 일 (일본 시간)에 게시되었습니다

개발 된 유연한 투명 절연 재료 (왼쪽) 및 전자 현미경 사진 (오른쪽)의 구조적 모델
유연하고 투명한 실시간 바카라재 (왼쪽) 및 전자 현미경 사진 (오른쪽)의 구조적 모델 개발

개발의 사회적 배경

주택과 자동차의 창문은 열 에너지가 전송되고 많이 종료되는 지역이며 가열 및 냉각에 필요한 에너지 소비를 줄이는 데 큰 단점이 있습니다 최근에, 라미네이트 유리 및 진공 실시간 바카라 창과 같은 기술은 주로 에너지 소비를 줄이기 위해 새로 지어진 주택에서 주로 사용되어 왔지만, 기존 주택 및 자동차에 적용하는 데 많은 어려움이 있습니다 예 : 무겁고 두껍고 곡면 표면을 다루기가 어렵고 대규모 건축 및 높은 비용이 많이 듭니다 또한, 투명성, 실시간 바카라 및 유연성을 결합한 재료는 다른 응용 분야에서 가열 및 냉각시 에너지 소비를 억제 할 수있는 재료로서 바람직하지만 기술 장애물은 높고 지금까지 실질적으로 사용되지 않았습니다 투명성과 열 실시간 바카라재를 결합한 재료는 매우 낮은 밀도 실리카 겔 (실리카 에어로겔)이지만, 유연하고 매우 부서지기 쉽고 쉽게 갈라지는 재료이며, 가공성과 기계적 강도에 문제가 발생하며 창의 열 절연 재료로 널리 사용되지 않았습니다

연구 기록

AIST는 고성능 절연 재료를 개발하고 전파하기 위해 실리카 에어로겔과 발포 된 폴리머 사이의 실리카 에어로겔 제조 공정 및 복합 절연 재료를 개발해 왔습니다 높은 절연, 유연성 및 투명성을 모두 달성하기 위해, 기술은 실리카와 같은 단단하고 부서지기 쉬운 무기 재료보다는 저밀도 고체를 생성하는 재료로서 부드러운 섬유질 중합체를 사용하는 것으로 간주 될 수있다 최근에, 식물 섬유는 그러한 섬유 중합체로서 풀려났다Cellulose Nanofiber로 만든 실시간 바카라재에 대한 연구 국내 및 국제적으로 먼저 수행되었으며 실리카 에어로겔과 유사한 열 절연을 나타내는 것으로 입증되었습니다 이번에는 더 간단한 프로세스를 사용하여 유연하고 투명한 실시간 바카라재 재료를 생산하기 위해 연구 개발을 수행했습니다

연구 컨텐츠

새로 개발 된 유연하고 투명한 실시간 바카라재는 셀룰로오스와 유사한 분자 구조를 갖는 천연 중합체 인 키토산으로 만들어지며 특수 촉매를 사용하지 않고 제조 공정을 사용하여 만들어진다 (도 1) 키토산을 얇은 아세트산에 용해시킨 다음, 수성 포름 알데히드 용액을 첨가하여 키토산 분자에 화학적으로 결합하여 습식 겔을 생성 하였다 이 겔에 함유 된 수용액을 메탄올로 교체 한 후, 고압 CO2를 사용하여 건조 공정에 의해 메탄올을 제거 하였다 절연 재료를 생성합니다 이 실시간 바카라재는 직경이 5-10 nm 인 미세 키토산 섬유의 균질 한 구조와 함께 공기로 구성된 가장 가볍고 초 저밀도 에어로글입니다 이 구조는 균질하며 크기가 100 nm 이상의 불균일하지 않으며, 가시 광선이 산란하지 않고 투명합니다 절연 재료는 키토산 분자 사이의 화학적 결합으로 인해 노란색으로 색상을 나타 냈습니다 이 착색은 원료, 키토산 수성 용액 및 포름 알데히드 수성 용액에 덜 집중되어 흡수가 더 낮아지면 희석되었다

이번에 개발 된 유연하고 투명한 절연 재료에 대한 제조 공정 다이어그램 (상단) 및 외부 사진 (아래)
습식 겔 (중간) 드라이 바디
그림 1 이번에 개발 된 유연하고 투명한 실시간 바카라재 재료의 제조 공정 (상단) 및 외부 사진 (아래)

다음으로, 우리는 이번에 개발 된 키토산 공기로 만든 실시간 바카라의 유연성을 소개 할 것입니다압축 테스트에 따라 평가되었습니다 실리카 에어로겔은 약 10% 감소 할 때 균열이 발생하지만 이번에 우리가 개발 한 실시간 바카라재는 95% 이상에서 균열없이 균일하게 압축되었습니다 (그림 2의 왼쪽) 특히, 얇은 실시간 바카라재는 손으로 구부러 질 수 있으며 (그림 2의 오른쪽), 유연성이 높다는 것을 알 수 있습니다 또한, 열 절연 재료의 밀도가 낮을수록 열전도율이 낮으며, 가장 낮은 것은 0022 w/(m ・ k)입니다 이 값은 유리 울 (004 ~ 005 w/(m ・ k)) 및 팽창 된 폴리스티렌 (003 ~ 004 w/(m ・ k))와 같은 상업적으로 이용 가능한 유연한 절연 재료보다 우수하며 실리카 에어로겔에 가까운 열 절연 성능 (0012 ~ 002 w/(m ℃))

이번에 개발 된 유연하고 투명한 실시간 바카라재 인 Chitosan Airgel은 저렴하고 환경 친화적 인 재료로 만들어지며 아세트산의 용해 및 겔링과 같은 간단한 공정을 사용하여 제조 할 수 있습니다 또한 탁월한 실시간 바카라 성능, 투명성 및 유연성을 결합하기 때문에 기존 주택의 창에 쉽게 추가 할 수있는 실시간 바카라재 및 방어 및 비행기의 창문 유리를위한 실시간 바카라층에 쉽게 추가 할 수있는 실시간 바카라재를 포함하여 광범위한 응용 분야에서 투명 실시간 바카라재로 사용될 것으로 예상됩니다

이번에 개발 된 유연하고 투명한 실시간 바카라재의 압축 거동 (왼쪽)과 얇은 샘플이 접힌 방식 (오른쪽)
그림 2 이번에 개발 된 유연하고 투명한 실시간 바카라재의 압축 거동 (왼쪽)과 얇은 샘플이 구부러진 방법 (오른쪽)

미래 계획

앞으로, 우리는 변색을 제거하고 투명성과 유연성을 더욱 향상 시키며 창 실시간 바카라재로서 실질적으로 사용하며 수분 저항과 날씨 저항을 평가하고 향상시키기 위해 노력할 것입니다 또한, 우리는 그것을 고유 한 얽힌 구조를 활용하여 진동 방지 및 방음 재료, 분자 흡착 재료 및 다양한 복합 기능 재료로 개발하는 것을 고려할 것입니다



터미널 설명

◆ Chitosan
수성 알칼리성 용액으로 새우 및 게 껍질에서 수집 할 수있는 키틴을 처리하여 얻은 자연적 유도 중합체 키토산은 생물학적 물질, 재생 의학 물질, 흡착제 등을 지원하는 것으로 사용됩니다 왜냐하면 저렴하고 풍부하고 풍부한 자원이 있으며 살아있는 유기체, 생분해 성 및 환경 적 호환성과 호환되기 때문입니다 키토산 수용액에서 포름 알데히드 (CH2o) 추가 아미노 그룹 (NH2)는 화학적으로 결합되어 투명한 겔을 형성합니다[참조로 돌아 가기]
Chitosan의 특징 다이어그램
키토산의 구조 공식
◆ 실리카 에어로겔
볼륨의 90 ~ 98% 사이로 구성된 초경 밀도 실리카 겔을위한 일반적인 용어 직경 10-20 nm의 실리카 (sio2) 미세 입자의 연속적인 구조를 가지고 있으며 너비가 수십 수십 개의 nm을 갖는 기공이 있습니다 밀도가 낮기 때문에 고체 부분의 열전도율은 매우 작으며 기공 내부의 공기의 움직임은 제한되어 있으므로 열전도율이 매우 낮습니다 (0012-002 w/(m ・ k)) 또한, 실리카 미세 입자 및 기공은 가시 광선의 파장보다 작으며 가시 광선을 산란시키지 않으므로 매우 투명합니다 "공기"는 매우 저밀도 건조 다공성 몸체의 일반적인 용어이며, 재료가 키토산 인 경우 "키토산 공기 겔 (Chitosan Airgel)"이라고하며 물질이 셀룰로오스 인 경우 "셀룰로오스 에어로겔"이라고합니다[참조로 돌아 가기]
◆ Celulose nanofiber
천연 폴리머 셀룰로오스로 만든 약 3 nm의 직경을 가진 미세 섬유 그들은 펄프와 같은 식물 섬유를 형성하기 위해 함께 모입니다 식물 섬유를 풀면 독립적 인 셀룰로오스 나노 섬유가 제공됩니다[참조로 돌아 가기]
Celulose 구조 다이어그램
셀룰로오스의 구조 공식
◆ 압축 테스트
고형물의 용이성과 강도를 평가하는 테스트 유형 테스트 조각은 평평한 판 사이에 샌드위치되고 하중이 점차적으로 적용되어 테스트 조각이받는 압력과 압축 변형의 양 사이의 관계를 측정합니다[참조로 돌아 가기]



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