전기방사로 만드는 나노멤브레인 & 나노 섬유

공기 통기성를 발전시킨 네오쉘같은 원단들이 봇물 처럼 쏟아지고 있습니다 

대표적인 원단이 폴라텍 네오쉘,파워 쉴드 프로, 아웃도어 리서치 Ascentshell, 노스페이스 리얼벤트, 마모트 나노프로 멤브레인...등이 있습니다

이런 네오쉘 같은 원단에 쓰인 멤브레인을 나노 멤브레인이라고 하는데요 이런 나노 멤브레인은 전기방사(electrospinning 또는 전자방사)​방식으로 만듭니다 

이런 전기방사방식에 의해 만들어지는 섬유를 나노섬유라고 합니다 

전기방사(electrospinning) 방식은 여전히 나노 멤브레인과 나노섬유를 만드는 데 널리 사용되고 있습니다. 이 방식은 특히 고성능 멤브레인이나 섬유를 만들기 위해 유리한 방법으로, 섬유가 매우 미세해 높은 통기성과 방수성을 제공할 수 있기 때문에 아웃도어 원단이나 기능성 의류에 자주 쓰입니다.

전기방사 방식의 원리:
전기방사는 고전압을 이용해 액체 상태의 폴리머 용액을 매우 가는 섬유로 변환하는 방법입니다. 이 방법을 통해 직경이 나노미터 단위의 매우 얇은 섬유를 생산할 수 있습니다. 이를 통해 만든 나노섬유는 가볍고, 통기성이 좋으며, 미세한 기공 구조를 형성해 방수 및 통기성을 극대화합니다.

여전히 전기방사 방식을 사용하는 이유:
통기성과 방수성: 전기방사 방식으로 제작된 나노섬유는 공기 투과성(통기성)을 제공하면서도 물은 차단하는 기능이 뛰어납니다. 그래서 네오쉘 같은 원단에 사용되는 멤브레인을 만들 때 적합합니다.

경량성: 전기방사 방식으로 만들어진 멤브레인은 매우 얇고 가벼워, 아웃도어 의류의 경량화를 돕습니다.

최근의 다른 방식:
최근에는 나노섬유를 만들기 위한 새로운 방법들도 연구되고 있지만, 전기방사 방식이 여전히 상용화된 주요 기술입니다. 예를 들어, Meltblowing이라는 방법은 고온에서 플라스틱을 녹여 매우 얇은 섬유로 분사하는 방식인데, 전기방사와는 조금 다른 원리를 사용합니다. 그러나 전기방사 방식이 제공하는 섬유의 정밀성은 다른 기술들보다 아직도 우위에 있습니다.

따라서, 나노 멤브레인을 만드는 데 전기방사 방식이 여전히 유효하며, 특히 고성능 원단이나 기능성 섬유에 주로 사용됩니다.

**전기방사의 원리:

전기방사의 원리:
폴리머 용액 준비: 먼저, 적절한 농도의 폴리머(예: 플라스틱, 섬유소 등)를 용매에 녹여서 용액을 만듭니다.

전기장 형성: 이 폴리머 용액을 전기장 안에 놓습니다. 일반적으로 용액이 담긴 주사기에서 니들(바늘)을 통해 액체가 흘러나오도록 합니다.

전극의 역할: 주사기의 니들은 양극(+)에 연결되고, 수집판(섬유가 모이는 표면)은 음극(-)에 연결됩니다. 이로 인해 고전압이 생성되어 전기장이 형성됩니다.

전기적 인력: 고전압이 작용하면 폴리머 용액이 전기적 인력에 의해 늘어나고, 결국 액체 방울이 너무 얇아져서 끊어지게 됩니다. 이 과정에서 고속으로 늘어난 폴리머가 나노미터 단위의 섬유로 형성됩니다.

섬유의 수집: 이 나노섬유는 수집판으로 떨어지면서 그 위에 쌓이게 됩니다. 이때, 매우 미세하고 고른 구조의 섬유가 생성됩니다.

가능한 이유:
전기적 인력: 전기장이 생성되면서 폴리머 분자들이 서로 밀착되는 것이 아니라 서로 멀어지게 되어, 실처럼 가늘고 긴 형태로 만들어지기 때문입니다.

높은 비율의 미세섬유 생성: 이 과정에서 생성되는 섬유는 일반적으로 직경이 1,000nm(1μm) 이하로 매우 미세하여, 나노섬유로 분류됩니다. 이러한 미세섬유는 높은 표면적을 가지므로, 다양한 기능성을 부여할 수 있습니다.

따라서 전기방사는 액체 상태의 폴리머를 전기를 이용해 섬유로 변환하는 혁신적인 기술로, 매우 얇고 정밀한 섬유를 생산하는 데 매우 효과적입니다.

 

 

"Electrospinning is a method that uses electricity to make very thin fibers from a liquid plastic solution. In this process, a high voltage is applied to the liquid at the end of a needle. The electric field pulls the liquid droplet, stretching it until it becomes a thin fiber. As the liquid evaporates, it leaves behind a very fine fiber, often at the nanometer scale. This method is great for creating materials with a lot of surface area."

**"solution"**은 일반적으로 어떤 물질이 다른 물질에 녹아 있는 혼합물을 의미합니다. 예를 들어, **"liquid plastic solution"**은 플라스틱 성분이 액체(보통 용매)에 녹아 있는 상태를 뜻해요.

"Liquid": 액체 상태
"Plastic": 플라스틱 성분
"Solution": 플라스틱 성분이 용매에 녹아 형성된 혼합물
즉, **"liquid plastic solution"**은 플라스틱 재료가 액체로 되어 있는 혼합물을 의미하는 거예요.


"solution" 대신에 **"mixture"**라는 단어를 사용할 수 있어요.
그래서 **"liquid plastic solution"**을 더 쉽게 표현하면 **"liquid plastic mixture"**로 바꿀 수 있습니다.

간단하게 바꾸면:
"liquid plastic mixture": 액체 플라스틱 혼합물
이렇게 하면 더 이해하기 쉬울 것 같아요!