| 초록 |
본 연구에서는 one-step 물리적 제조법 중의 하나인 액/기중 전기선 폭발법을 이용하여 에틸렌글리콜(EG)을 용매로 한 ZnO 및 TiO2 나노유체를 제조하였고, 유체 내 입자농도와 온도변화에 따른 유변학적 특성변화를 살펴보았다. 이를 위해 0.5 vol.%~5.5 vol.%의 다양한 농도를 갖는 ZnO/TiO2 나노유체를 이용하여 20 oC에서 80 oC 까지 온도를 변화시켜 가면서 전단율(shear rate)에 대한 나노유체의 점도 값을 측정하였다. EG-ZnO 나노유체는 전 농도에서 온도변화에 상관없이 전단율과 전단응력(shear stress) 사이에 직선관계를 보이는 뉴튼 거동(Newtonian behavior)을 나타내었다. 한편, EG-TiO2 나노유체는 4.0 vol.% 이하의 농도에서는 온도변화에 상관없이 뉴튼거동을 보였으나, 5.5 vol.%의 경우 65 oC 이상의 온도영역에서 전단율과 전단응력 사이에 직선관계를 벗어나는 비뉴튼거동(non-Newtonian behavior)을 보였으며 전단율이 증가함에 따라 점도값이 감소하는 전단박화(shear thinning) 현상이 일어나는 것이 확인되었다. 유체 내 나노입자 농도가 증가함에 따라 두 나노유체 모두 점도의 절대 값은 증가하였고, 온도가 증가함에 따라 점도의 절대 값은 크게 감소하는 경향을 보였다. 5.5 vol.% EG-ZnO 나노유체의 경우 EG 대비 약 25~27%의 점도 증가율을 보였으나, 5.5 vol.% EG-TiO2 나노유체는 EG 대비 100%가 넘는 점도증가를 보였다. 따라서, 본 연구결과 상온에서 고온(~80 oC) 영역까지 ZnO 나노유체가 보다 안정적인 유변학적 특성을 보임으로써 나노유체 현장적용에 보다 용이한 유체임이 확인되었다. |
