CNT-Co₀.₄Fe₀.₄Ni₀.₂ 나노복합체 MR 입자

아민 기능화된 MWCNT에 화학적으로 환원된 Co₀.₄Fe₀.₄Ni₀.₂ 클러스터를 담지한 구조로, 고성능 자기유변(MR) 유체의 분산상으로 사용된다 (see Choi et al., Nano Lett. (2021)).

구조 및 조성

• 아민 기능화된 MWCNT 표면에 Co₀.₄Fe₀.₄Ni₀.₂ (Co₀₄Fe₀₄Ni₀₂-alloy-NP) 클러스터가 NaOH 침전 + 하이드라진 환원법으로 성장됨 (see Choi et al., Nano Lett. (2021), Scheme 1, p. 4974).
• 밀도 4.12 g/cm³ (순수 합금의 7.85 g/cm³ 대비) (see Choi et al., Nano Lett. (2021), p. 4977).
• Ms = 108 emu/g — 순수 Fe₃O₄ (~70–80 emu/g)보다 높음; 약한 항자력을 갖는 강자성체 (see Choi et al., Nano Lett. (2021), Fig. 2).

성능

• 충분히 높은 부피 분율에서 높은 종횡비를 가진 CNT가 3D 네트워크형 구조를 형성하여, 자기 분극 기여분 외에 ~107–373 Pa의 추가적인 정적 항복 응력을 기여함 (전체의 20–24%) (see Choi et al., Nano Lett. (2021), p. 4977, Table 1) — 메커니즘: CNT-network-synergistic-yield-stress.
• 정적 항복 응력 86 kA/m에서 445 Pa, 343 kA/m에서 1901 Pa (343 kA/m 기준 HS-Fe₃O₄-MRparticle 값의 약 3.2배) — MR-yield-stress-HS-Fe₃O₄에 데이터 제공 (see Choi et al., Nano Lett. (2021), Table 1, p. 4977).
• 침강 안정성 대폭 향상: Turbiscan 24 h 광투과율 22% (순수 합금의 81% 대비) (see Choi et al., Nano Lett. (2021), Fig. 5b) — 밀도가 더 높음에도 불구하고 HS-Fe₃O₄-MRparticle (3.32 g/cm³, 45%) 대비 우수함.

관계

Co₀₄Fe₀₄Ni₀₂-alloy-NP를 아민-CNT 위에 성장시켜 제조. CNT-network-synergistic-yield-stress를 통해 HS-Fe₃O₄-MRparticle의 성능을 향상·대체함. 방계 자성 나노입자 클러스터 (기여자: K. T. Nam; 교신저자: Yongsok Seo / Sehyun Kim).