산화 안정성이 향상된 Ti₃C₂Tx MXene/수분산 폴리우레탄 나노복합체를 활용한 부식 방지 코팅

[2025 카모페어]

MXene은 많은 표면 작용기, 높은 기계적 특성, 금속과 같은 전기 전도도 등 여러 이점 이 있어 전자파 차폐, 센서, 슈퍼 캐패시터, 부식 방지 코팅 등 다양한 분야에서 사용되 는 2차원 나노 소재이다. 그러나, MXene은 산화에 취약하여 물과 산소에 의해 쉽게 분해 가 되는 문제가 있다. 이러한 문제를 극복하기 위해 분산된 MXene을 저온에 보관하거나 유기 용매에 분산 시켜 비활성 기체에 보관하는 등 MXene을 물과 산소와 접촉을 최소 화시키거나, MXene의 가장자리를 capping하여 물과 산소의 침투를 막아 MXene 자체의 산화 안정성을 향상시키는 연구가 진행되고 있다. 그러나, 가장자리 capping의 산화 안 정성 향상 성능에 대한 연구가 더 필요하며, 특히 가장자리 capping 된 MXene의 응용은 성능과 성능의 유지에 대한 연구가 더 필요하다. 본 연구는 몇 가지 가장자리 capping 방법 중 MXene의 산화 안정성 향상 성능이 더 우 수한 방법을 찾고, MXene/고분자 나노 복합체를 형성해 뛰어난 성능의 부식 방지 코팅 을 제안한다. 폴리 음이온 염과 항산화제를 이용해 가장 자리 capping 한 MXene의 산화 안정성은 UV-Vis spectroscopy, X-ray diffraction(XRD), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)을 통해 확인하여 sodium polyphosphate를 사용한 가장자리 capping 이 가장 성능이 좋은 방법을 선정하였다. 가장자리 capping 된 MXene은 수분산 폴리우 레탄(WPU)과 나노 복합체를 형성해 부식 방지 코팅을 형성하였다. 형성된 부식 방지 코 팅은 potentiostat을 통해 Tafel 분극 곡선을 이용해 가장자리 capping된 Ti3C2Tx MXene의 함량이 WPU 대비 1.0%인 경우가 가장 부식 방지 성능이 뛰어났으며, 일반 Ti3C2Tx MXene을 사용한 경우보다 부식 속도가 11배 더 느림을 확인하였다. 또한, 굽힘 후에도 부식 방지 성능이 유지되는 것을 확인하였다

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