CNT/PDMS 복합체로부터 방사된 초음파의 파형 특성

김기석; 김무준; 하강렬; 이주호; 팽동국; 최민주

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김기석 (부경대학교 물리학과) 김무준 (부경대학교 물리학과) 하강렬 (부경대학교 물리학과) 이주호 (제주대학교 대학원 의공학협동과정) 팽동국 (제주대학교 대학원 의공학협동과정) 최민주 (제주대학교 대학원 의공학협동과정)

저널정보: 한국음향학회 한국음향학회지 한국음향학회지 제38권 제4호

발행연도: 2019.1

수록면: 459 - 466 (8page)

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투명한 PMMA (Poly methyl methacrylate) 기판 위에 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, CNT)와 PDMS (Poly dimethylsiloxane)를 코팅한 복합체에 레이저 펄스를 조사하면 열탄성효과에 의해 수중에 강한 초음파가 발생한다. 본 논문에서는 그 초음파 발생과 관련한 열음향 이론을 정립하고, 가우시안 파형을 갖는 레이저 펄스를 두께가 $20{\mu}m$인 CNT/PDMS 복합체에 조사했을 때 어떤 파형의 초음파가 발생하는지를 시뮬레이션을 통해 파악하였다. 그 결과로부터 CNT/PDMS 복합체에서는 충격 초음파가 발생하며, 그 파의 형상은 복합체의 각종 물성 값이 ${\pm}20%$ 변하여도 크게 변하지 않는 것을 확인하였다. 그러나 정(+), 부(-)의 피크 값은 열팽창계수가 증가하거나 밀도, 열용량, 음속이 감소하면 증가하며, 열전도도에 대해서는 민감하게 변하지 않음을 알았다. 나아가, 직접 제작한 CNT/PDMS 복합체에서 방사되는 초음파의 측정 결과와 시뮬레이션 결과의 비교로부터 그 물성 값을 추정할 수 있었다.

#초음파 트랜스듀서 #열탄성효과 #충격파 #탄소나노튜브 #PDMS #Poly dimethylsiloxane) 탄성중합체

참고문헌 (14)

참고문헌 신청

H. W. Baac / 2010 / Carbon nanotube composite optoacoustic transmitters for strong and high frequency ultrasound generation / Appl. Phys. Lett 97:234104

R. J. Colchester / 2014 / Lasergenerated ultrasound with optical fibres using functionalised carbon nanotube composite coatings / Appl. Phys. Lett 104:173502

B. Y. Hsieh / 2015 / A laser ultrasound transducer using carbon nanofibers-poly dimethylsiloxane composite thin film / Appl. Phys. Lett 106:021902

H. W. Baac / 2015 / Nanostructural characteristics of carbon nanotube-polymer composite films for high-amplitude optoacoustic generation / Nanoscale 7:14460~14468

S. L. Chen / 2017 / Review of laser-generated ultrasound transmitters and their applications to all-optical ultrasound transducers and imaging / Appl. Sci 7:25

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