KR101876836B1 - 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐 - Google Patents

자기치유용 마이크로 로봇 캡슐 Download PDF

Info

Publication number
KR101876836B1
KR101876836B1 KR1020160028988A KR20160028988A KR101876836B1 KR 101876836 B1 KR101876836 B1 KR 101876836B1 KR 1020160028988 A KR1020160028988 A KR 1020160028988A KR 20160028988 A KR20160028988 A KR 20160028988A KR 101876836 B1 KR101876836 B1 KR 101876836B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solvent
atomic
cell
self
healing
Prior art date
Application number
KR1020160028988A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170106556A (ko
Inventor
김성훈
최세진
고혜민
정원석
Original Assignee
원광대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 원광대학교산학협력단 filed Critical 원광대학교산학협력단
Priority to KR1020160028988A priority Critical patent/KR101876836B1/ko
Publication of KR20170106556A publication Critical patent/KR20170106556A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101876836B1 publication Critical patent/KR101876836B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/02Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/025Applications of microcapsules not provided for in other subclasses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M35/00Devices for applying media, e.g. remedies, on the human body
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/02Making microcapsules or microballoons

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

본 발명은 속이 빈 구형의 외부셀(110);
상기 외부셀(110) 내부에 위치하는 속이 빈 구형의 내부셀(130);
상기 외부셀(110)과 상기 내부셀(130) 상호간을 연결하는 지지체(150);
를 포함하여 구성되되,
상기 외부셀(110)의 파손시 상기 지지체(150)에 의하여 상기 내부셀(130)이 파손되는 것을 특징으로 하는 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐(100)을 제공한다.
더불어, 상기 내부셀(130)과 상기 외부셀(110) 사이에 충진된 제1용제(①);
상기 내부셀(130) 내부에 충진된 제2용제(②);
가 더 포함되어,
상기 제1용제(①)와 상기 제2용제(②)가 섞이면 경화물 또는 혼합물을 형성하되,
상기 외부셀(110)의 파손시 상기 지지체(150)에 의하여 상기 내부셀(130)이 파손되므로,
목표지점에서 상기 제1용제(①)와 상기 제2용제(②)가 섞여 상기 혼합물을 형성하거나 경화되어 상기 경화물을 형성하는 것을 특징으로 하는 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐(100)을 제공한다.

Description

자기치유용 마이크로 로봇 캡슐{the micro capsule for self healing}
본 발명은 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐에 관한 것이다.
종래의 자기치유 캡슐기술은 의료, 부품 소재분에서 활용되기 위하여 폴리머 기반으로 개발이 되어왔다.
그러나 종래의 폴리머 캡슐은 능동적으로 제어할 수가 없는 단점이 있다.
그리고 건설분야에서 자기치유 콘크리트 기술은 미국, 유럽, 일본 등의 선진국을 중심으로 약 20여 년 전에 개념의 도입과 함께 시작되었으며 국내에는 2004년 이후 그 개념이 소개되어 현재는 일부 기초연구가 진행되고 있으며, 현재까지 콘크리트 응용연구는 미흡한 실정이다.
특히 캡슐을 활용한 자기치유 국내외 기술개발 사례의 경우 구조물 표면 코팅재로써 활용되는 경우가 대부분이다. 이는 균열 발생과 동시에 캡슐이 파괴되어 내부의 치유재료가 균열부에 이동하여 태양광(UV)을 촉매로 경화되어 균열을 스스로 치유하는 기술로, 구조물 표면의 스크래치에 대한 일차적 치유가 가능한 시스템이다.
따라서 반복적 균열이 근본적으로 발생하지 않는 진일보한 시스템을 개발할 필요가 있다.
본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로,
본 발명의 목적은 구조물의 내부 균열에 적용할 수 있으며 시멘트 복합재의 혼합 및 경화 과정에서 캡슐의 분포를 제어할 수 있다. 종래 기술과는 달리 메커니컬 타입의 캡슐과 케미컬 타입의 캡슐제조 기술을 모두 적용한다. 따라서 기존 기술과 비교하여 유지시간, 치유수준이 매우 높으며 원가경쟁력도 상당히 높일 수 있다. 따라서 본 기술은 종래 화학적 방법만을 사용한 것과 달리 기계-화학적 캡슐화가 되어 콘크리트 구조물의 유효성 한계를 극복한다.
[문헌 1] 대한민국 등록특허 제10-0722082호 ‘페린도프릴의 지연 조절 방출을 위한 마이크로캡’, 2007년05월25일 [문헌 2] 대한민국 등록특허 제10-0892551호 ‘점성 화장용 조성물의 이산화탄소 발생 및 피에이치 조절이가능한 마이크로캡슐화된 산의 제조방법’, 2009년04월09일
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 제시되는 것이다. 그 목적은 마이크로 캡슐을 분산제어(Distribution control)할 수 있고 자기치유((self-healing) 기능을 수반한 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐을 제공하고자 한다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 속이 빈 구형의 외부셀(110);
상기 외부셀(110) 내부에 위치하는 속이 빈 구형의 내부셀(130);
상기 외부셀(110)과 상기 내부셀(130) 상호간을 연결하는 지지체(150);
를 포함하여 구성되되,
상기 외부셀(110)의 파손시 상기 지지체(150)에 의하여 상기 내부셀(130)이 파손되는 것을 특징으로 하는 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐(100)을 제공한다.
더불어, 상기 내부셀(130)과 상기 외부셀(110) 사이에 충진된 제1용제(①);
상기 내부셀(130) 내부에 충진된 제2용제(②);
가 더 포함되어,
상기 제1용제(①)와 상기 제2용제(②)가 섞이면 경화물 또는 혼합물을 형성하되,
상기 외부셀(110)의 파손시 상기 지지체(150)에 의하여 상기 내부셀(130)이 파손되므로,
목표지점에서 상기 제1용제(①)와 상기 제2용제(②)가 섞여 상기 혼합물을 형성하거나 경화되어 상기 경화물을 형성하는 것을 특징으로 하는 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐(100)을 제공한다.
본 발명에 따르면 마이크로 캡슐을 분산제어(Distribution control)할 수 있고 자기치유(self-healing) 기능을 수반한 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐을 제공한다.
도 1은 본 발명의 비정질 금속파우더 캡슐을 이용한 자기치유 시멘트 복합재 조성물의 작용 원리에 대한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐의 작동원리를 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐의 분산제어 원리를 설명한 개념도이다.
이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
Ⅰ. 비정질 금속파우더 캡슐을 이용한 자기치유 시멘트 복합재 조성물
본 발명의 비정질 금속파우더 캡슐을 이용한 자기치유 시멘트 복합재 조성물은 시멘트 복합재 조성물에 관한 것으로,
결합재; 골재; 배합수; 및, 비정질 금속파우더 캡슐;을 포함하여 구성되되,
몰탈 또는 콘크리트 타설 또는 그라우팅 과정에서,
상기 몰탈 또는 콘크리트의 경화과정 전후에서 균열이 발생할 경우 상기 비정질 금속파우더 캡슐이 깨지면서 상기 비정질 금속파우더 캡슐 내부의 비정질 금속파우더가 유출되어, 상기 비정질 금속파우더가 상기 균열을 채워 복원되므로 자기치료(self healing)가 가능한 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 비정질 금속파우더는 FeαCβSiγBxPyCrz로 표현되고,
상기 α, β, γ, x, y 및 z는 각각 철(Fe), 탄소(C), 실리콘(Si), 보론(B), 인(P) 및 크롬(Cr)의 원자%이며,
상기 α는 α=100-(β+γ+x+y+z)원자%이고, 상기 β는 13.5원자%≤β≤17.8원자%이고, 상기 γ는 0.30원자%≤γ≤1.50원자%이고, 상기 x는 0.1원자%≤x≤4.0원자%이고, 상기 y는 0.8원자%≤y≤7.7원자%이고, 그리고 상기 z는 0.1원자%≤z≤3.0원자%인 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 비정질 금속파우더 캡슐을 이용한 자기치유 시멘트 복합재 조성물의 작용 원리에 대한 개념도이다.
상기 비정질 금속파우더는 비정질강섬유를 그대로 이용하거나 파쇄한 것으로, 특허공개공보 제2012-0017786호에 개시된 것일 수 있다.
상기 비정질강섬유는 금속의 용융상태에서 응고될 때, 임계 냉각속도 이상의 빠른 속도로 냉각시키는 경우 원자자 규칙적으로 배열하여 결정화할 시간이 없어 무질서한 원자배열을 가지는 것을 말하며, 일반적인 금속에 비해 높은 강도 등의 우수한 특성을 나타낸다.
따라서, 상기 비정질강섬유를 콘크리트 조성물에 혼입함으로써 인장 강도를 보완할 수 있으며, 특히 일반 슬래브에 비해 균열이 많은 주차장 바닥의 장스팬용 바닥 슬래브 등에 활용될 수 있다. 또한, 폴리프로필렌(PP) 및 폴리비닐알코올(PVA)에 비해 비중이 높아 우수한 작업성을 얻을 수 있다.
상기 비정질 금속파우더는 상기 콘크리트 조성물의 전체 부피의 0.02~0.9 vol% 로 혼입될 수 있다. 0.02 vol%미만인 경우 비정질 금속파우더 혼입에 의한 인장강도 보강 효과를 기대할 수 없으며, 0.9 vol%를 초과하는 경우 섬유 뭉침 현상이 발생한다. 보다 바람직하게는 0.05~0.8 vol%를 혼입할 수 있으며, 가장 바람직하게는 0.1~0.6 vol%로 혼입할 수 있다.
본 발명의 비정질 금속파우더 캡슐을 이용한 자기치유 시멘트 복합재 조성물은 시멘트 복합재 조성물은 결합재 100 중량부에 대하여 골재 500~1600 중량부를 포함할 수 있다. 500 중량부 미만인 경우 콘크리트의 내구성을 보장하기 어려우며, 1600 중량부를 초과하는 경우 결합재에 비해 골재가 상대적으로 과다하게 포함되어 골재간의 결합이 약해 콘크리트의 균열이 발생한다. 보다 바람직하게는 550~1400 중량부를 포함할 수 있으며, 가장 바람직하게는 700~1200 중량부를 포함할 수 있다.
그리고 상기 결합재는 시멘트, 고로슬래그미분말 및 플라이애시를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 상기 결합재는 고로슬래그, 플라이애시 및 시멘트 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 고로슬래그 및 플라이애시의 중량비가 클수록 발열속도가 저감되고 온도상승이 억제되며, 유동성, 수밀성 및 염분차폐성이 우수한 콘크리트를 얻을 수 있다.
또한, 상기 결합재에 고로슬래그 및 플라이애시 중 어느 하나 또는 이들의 조합이 포함된 경우, 상기 결합재는 탈황슬래그 및 석고 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다. 상기 시멘트는 물과 반응하여 경화되며, 상기 고로슬래그 및 플라이애시는 탈황슬래그 및 석고 중 어느 하나 또는 이들의 조합에 의해 활성화됨으로써 경화될 수 있다.
상기 결합재는 상기 고로슬래그, 플라이애시 및 시멘트 중 어느 하나 또는 이들의 조합 100 중량부를 기준으로 탈황슬래그 및 석고 중 어느 하나 또는 이들의 조합 1~40 중량부일 수 있다. 1 중량부 미만일 경우 고로슬래그 또는 플라이애시가 경화되지 않으며, 40중량부를 초과하는 경우 고로슬래그 또는 플라이애시의 급결이나 이상경화를 야기할 수 있다. 보다 바람직하게는 2~30중량부, 가장 바람직하게는 3~20 중량부일 수 있다.
본 발명의 비정질 금속파우더 캡슐을 이용한 자기치유 시멘트 복합재 조성물은 물로 대표되는 배합수와 배합하여 콘크리트를 조성하게 되는데, 물과 결합재의 배합비(W/B)가 35~65%가 되도록 물을 추가로 포함할 수 있다. 35% 미만인 경우 시멘트의 수화반응이 충분하게 일어나지 못하여 콘크리트 구조물 내부의 압축강도가 감소하게 되며, 65%를 초과하는 경우 증발된 물이 콘크리트 구조물 내의 공극으로 남기 때문에 콘크리트의 강도가 감소한다. 보다 바람직하게는 40~60%, 가장 바람직하게는 46~54%일 수 있다.
상기 골재로는 표준망체 5㎜체를 100% 통과하는 잔골재 및 표준망체 5㎜체에 100% 남는 굵은 골재가 있으며, 잔골재 및 굵은 골재의 절대 용적의 합에 대한 잔골재의 절대용적의 백분율을 잔골재율(S/a)라고 한다.
상기 골재는 잔골재율(S/a)가 40~70%일 수 있는데, 40% 미만인 경우 콘크리트 조성물의 굵은 골재량이 증가하여 건조수축균열이 감소하나, 작업성이 나빠지며, 70%를 초과하는 경우 콘크리트 배합물의 건조수축, 침하균열 및 소성수축균열이 증가한다. 보다 바람직하게는 46~64%일 수 있다.
상기 콘크리트 조성물은 작업성 및 내구성을 개선하기 위해 감수제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 추가로 포함되는 감수제의 양은 특별히 한정하는 것은 아니지만, 결합재 100 중량부에 대하여 0.5~20 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우 작업성 개선 효과를 얻기 어렵다. 상기 감수제는 AE 감수제를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 당해 분야에서 통상의 기술자가 사용하는 어떠한 감수제도 사용할 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
콘크리트 1㎥를 기준으로 하여, 시멘트 90, 고로슬래그 8 및 탈황슬래그 2의 비로 혼합된 결합재 331 ㎏/㎥, 골재 1777 ㎏/㎥ (잔골재 855㎏/㎥, 굵은 골재 922㎏/㎥), 물 173㎏/㎥, AE 감수제 1.65㎏/㎥를 혼합하였다.
그 후, 상기 혼합물의 총 부피의 0.05%가 되도록 비정질 금속파우더(Fe79.6C17.6Si1.6B0.4P0.8Cr0.3)를 혼입하여 가로 900㎜, 세로 600㎜, 높이 200㎜의 콘크리트 시험체를 제조하였다.
상기 제조된 콘크리트 시험체를 항온항습 설비에서 28℃, 습도 25%, 풍속 6m/sec의 조건에서 24시간 동안 건조시켜 콘크리트 시험체의 건조수축균열 정도를 확인하였다. 건조수축균열의 정도는 균열의 길이와 폭의 곱으로 측정하였다. 또한, 제조된 콘크리트 시험체의 재료량, 비정질강 섬유 혼입율, 물과 결합재의 배합비(W/B), 잔골재율(S/a) 및 소성수축균열 정도를 하기 표 1에 나타내었다.
[비교예]
비정질 금속파우더를 혼입하지 않는 것을 제외하고는, 상기 실시예와 동일하게 콘크리트 시험체를 제조하여 건조수축균열 정도를 측정하였다. 또한, 제조된 콘크리트 시험체의 재료량, 비정질강 섬유 혼입율, 물과 결합재의 배합비(W/B), 잔골재율(S/a) 및 소성수축균열정도를 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112016023377081-pat00001
상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 비정질 금속파우더를 제외하고 동일한 재료를 사용하고, W/B 및 S/a의 조성비가 동일한 실시예와 비교예의 소성수축균열의 정도가 약 2배 이상 차이가 남을 알 수 있다. 이는 콘크리트에 비정질 금속파우더가 혼입됨에 따라 인장강도가 보강되어 건조수축균열에 대한 저항성이 향상되었기 때문임을 알 수 있었다.
이로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 비정질 금속파우더 캡슐을 이용한 자기치유 시멘트 복합재 조성물을 사용하여 건조수축균열에 대해 우수한 저항성을 가지는 콘크리트를 제조할 수 있다.
Ⅱ. 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐
도 2는 본 발명의 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐의 단면도이다.
본 발명의 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐(100)은,
속이 빈 구형의 외부셀(110);
상기 외부셀(110) 내부에 위치하는 속이 빈 구형의 내부셀(130);
상기 외부셀(110)과 상기 내부셀(130) 상호간을 연결하는 지지체(150);
를 포함하여 구성되되,
상기 외부셀(110)의 파손시 상기 지지체(150)에 의하여 상기 내부셀(130)이 파손되는 것을 특징으로 한다.
상기 지지체(150)는 상기 외부셀(110)과 상기 내부셀(130) 상호간을 연결하여 상기 외부셀(110) 파손시 바로 상기 내부셀(130)의 파손을 유도한다. 즉, 상기 외부셀(110)의 파손시 상기 지지체(150)에 의해 힘이 전달되어 연쇄작용으로 상기 내부셀(130)이 파손된다.
도 3은 본 발명의 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐의 작동원리를 도시한 개념도이다.
도시된 바와 같이,
본 발명은 상기 내부셀(130)과 상기 외부셀(110) 사이에 충진된 제1용제(①);
상기 내부셀(130) 내부에 충진된 제2용제(②);
가 더 포함되어,
상기 제1용제(①)와 상기 제2용제(②)가 섞이면 경화물 또는 혼합물을 형성하되,
상기 외부셀(110)의 파손시 상기 지지체(150)에 의하여 상기 내부셀(130)이 파손되므로,
목표지점에서 상기 제1용제(①)와 상기 제2용제(②)가 섞여 상기 혼합물을 형성하거나 경화되어 상기 경화물을 형성하는 것을 특징으로 한다.
도 4는 본 발명의 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐의 분산제어 원리를 설명한 개념도이다.
도시된 바와 같이,
본 발명은 상기 외부셀(110)에는 자성체가 혼입되어,
외부의 자기장에 의하여 상기 자성체가 반응하여 상기 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐(100)의 직선운동과 회전운동 중 어느 하나 이상이 가능하므로,
상기 자기장에 의한 분산제어(Distribution control)로 목표지점까지 이동할 수 있고 다수개의 상기 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐(100)이 교반(攪拌) 가능한 것을 특징으로 한다.
부연하면,
본 발명의 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐(100)은 구조물의 내부 균열 자가치료를 위하여 첨가된다. 이때 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐(100)의 균일한 분포를 위하여 외부의 자기장을 이용하여 혼합물 내에서 균일하게 분포할 수 있도록 제어한다.
일반적으로 중력에 의하여 캡슐은 아래로 서서히 이동하게 되고 혼합물이 경화하게 되면 구조물 전체에 캡슐이 균일하게 분포되지 않는다.
따라서 외부의 자기장 시스템을 이용하여 중력을 보상하여 구조물 아래로 침전되는 것을 방지한다.
또한 자기장에 의하여 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐(100)은 회전을 할 수 있어 교반의 기능을 가져 더욱 분포를 균일하게 할 수 있다.
그리고 일정부분에 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐(100)의 분포 밀도를 증가하기 위하여 자기력으로 국소적으로 균일도를 변화시킬 수 있어 구조물내 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐(100)은 분산제어가 가능하다
그리고 상기 제2용제(②)에는 자성체가 섞여있어,
상기 제1용제(①)와 상기 제2용제(②)가 섞여 목표지점까지의 도달여부를 상기 자성체를 탐지하여 확인할 수 있다.
구조물 내부 균열이 발생하면 균열이 발생할 때 에너지는 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐(100)을 파괴하고 캡슐내부에 있던 상기 제1용제(①)와 상기 제2용제(②)는 균열을 치유한다. 캡슐 내부에는 치유재 뿐만 아니라 MR유체 혹은 마그네틱 파티클이 내장되어 이들 역시 균열의 틈사이로 이동할 수 있고 이는 센서의 역할을 담당하게 된다. 고정되어 있는 자성재료가 치유재와 함께 균열사이로 이동할 수 있게 되고 이때 위치와 밀도가 바뀌게 되므로 균열의 정도 분포 등을 감지 할 수 있다.
본 발명은 건축용 또는 의료용 등 분야를 불문하고 사용할 수 있으며,
상기 경화물은 콘크리트 균열보수용 충진물이거나 의료용 뼈 균열보수용 충진물인 것을 특징으로 하고,
상기 혼합물은 의료용 치료제인 것을 특징으로 한다.
콘크리트 균열보수용 충진물로 이용할 때는 상기 제1용제(①)와 상기 제2용제(②)가 1차적으로 혼합되어 1차 혼합물을 형성하고 경화과정을 거쳐 상기 경화물을 형성하게 되는 데,
상기 1차 혼합물은 상술한 비정질 금속파우더로써 FeαCβSiγBxPyCrz로 표현되고,
상기 α, β, γ, x, y 및 z는 각각 철(Fe), 탄소(C), 실리콘(Si), 보론(B), 인(P) 및 크롬(Cr)의 원자%이며,
상기 α는 α=100-(β+γ+x+y+z)원자%이고, 상기 β는 13.5원자%≤β≤17.8원자%이고, 상기 γ는 0.30원자%≤γ≤1.50원자%이고, 상기 x는 0.1원자%≤x≤4.0원자%이고, 상기 y는 0.8원자%≤y≤7.7원자%이고, 그리고 상기 z는 0.1원자%≤z≤3.0원자%인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다.
따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.
100: 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐
110: 외부셀
130: 내부셀
150: 지지체
①: 제1용제
②: 제2용제

Claims (6)

  1. 속이 빈 구형의 외부셀(110);
    상기 외부셀(110) 내부에 위치하는 속이 빈 구형의 내부셀(130);
    상기 외부셀(110)과 상기 내부셀(130) 상호간을 연결하는 지지체(150);
    를 포함하여 구성되되,
    상기 내부셀(130)과 상기 외부셀(110) 사이에 충진된 제1용제(①);
    상기 내부셀(130) 내부에 충진된 제2용제(②);
    가 더 포함되어,
    상기 외부셀(110)의 파손시 상기 지지체(150)에 의해 힘이 전달되어 연쇄작용으로 상기 내부셀(130)이 파손되므로,
    상기 제1용제(①)와 상기 제2용제(②)가 섞이면 경화물 또는 혼합물을 형성하고 목표지점에서 상기 제1용제(①)와 상기 제2용제(②)가 섞여 상기 혼합물을 형성하거나 경화되어 상기 경화물을 형성하는 것을 특징으로 하되,
    상기 경화물은 콘크리트 균열보수용 충진물로써 상기 제1용제(①)와 상기 제2용제(②)가 1차적으로 혼합되어 1차 혼합물을 형성하고 경화과정을 거쳐 상기 경화물을 형성하게 되며,
    상기 1차 혼합물은 비정질 금속파우더로써 FeαCβSiγBxPyCrz로 표현되고,
    상기 α, β, γ, x, y 및 z는 각각 철(Fe), 탄소(C), 실리콘(Si), 보론(B), 인(P) 및 크롬(Cr)의 원자%이며, 상기 α는 α=100-(β+γ+x+y+z)원자%이고, 상기 β는 13.5원자%≤β≤17.8원자%이고, 상기 γ는 0.30원자%≤γ≤1.50원자%이고, 상기 x는 0.1원자%≤x≤4.0원자%이고, 상기 y는 0.8원자%≤y≤7.7원자%이고, 그리고 상기 z는 0.1원자%≤z≤3.0원자%인 것을 특징으로 하는 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐(100).
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 외부셀(110)에는 자성체가 혼입되어,
    외부의 자기장에 의하여 상기 자성체가 반응하여 상기 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐(100)의 직선운동과 회전운동 중 어느 하나 이상이 가능하므로,
    상기 자기장에 의한 분산제어(Distribution control)로 목표지점까지 이동할 수 있고 다수개의 상기 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐(100)이 교반(攪拌) 가능한 것을 특징으로 하는 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐(100).
  4. 제1항에서,
    상기 제2용제(②)에는 자성체가 섞여있어,
    상기 제1용제(①)와 상기 제2용제(②)가 섞여 목표지점까지의 도달여부를 상기 자성체를 탐지하여 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐(100).
  5. 삭제
  6. 삭제
KR1020160028988A 2016-03-10 2016-03-10 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐 KR101876836B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160028988A KR101876836B1 (ko) 2016-03-10 2016-03-10 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160028988A KR101876836B1 (ko) 2016-03-10 2016-03-10 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170106556A KR20170106556A (ko) 2017-09-21
KR101876836B1 true KR101876836B1 (ko) 2018-07-12

Family

ID=60034728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160028988A KR101876836B1 (ko) 2016-03-10 2016-03-10 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101876836B1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004043531A (ja) * 2002-07-09 2004-02-12 Kunio Sone マイクロカプセルに封入された発泡剤を含む洗剤
KR101168038B1 (ko) * 2011-12-15 2012-07-27 한국건설생활환경시험연구원 마이크로캡슐, 자기치유 코팅재 형성용 조성물, 및 캡슐 분산형 자기치유 코팅재와 그의 제조방법
KR20130051125A (ko) * 2011-11-09 2013-05-20 엘지이노텍 주식회사 마이크로 캡슐을 포함하는 자기치유소재 및 이를 이용한 자기치유방법
US20130324639A1 (en) * 2012-05-29 2013-12-05 International Business Machines Corporation Self-Healing Material with Orthogonally Functional Capsules
KR101461320B1 (ko) * 2013-05-31 2014-11-17 연세대학교 산학협력단 자성과 전도성을 갖는 자가치유 복합 캡슐 및 그의 제조방법
KR20140133298A (ko) * 2013-05-10 2014-11-19 연세대학교 산학협력단 자기치유성 물질을 포함하는 미세캡슐 및 그의 제조방법, 이를 포함하는 코팅제 및 자기치유성 필름

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004043531A (ja) * 2002-07-09 2004-02-12 Kunio Sone マイクロカプセルに封入された発泡剤を含む洗剤
KR20130051125A (ko) * 2011-11-09 2013-05-20 엘지이노텍 주식회사 마이크로 캡슐을 포함하는 자기치유소재 및 이를 이용한 자기치유방법
KR101168038B1 (ko) * 2011-12-15 2012-07-27 한국건설생활환경시험연구원 마이크로캡슐, 자기치유 코팅재 형성용 조성물, 및 캡슐 분산형 자기치유 코팅재와 그의 제조방법
US20130324639A1 (en) * 2012-05-29 2013-12-05 International Business Machines Corporation Self-Healing Material with Orthogonally Functional Capsules
KR20140133298A (ko) * 2013-05-10 2014-11-19 연세대학교 산학협력단 자기치유성 물질을 포함하는 미세캡슐 및 그의 제조방법, 이를 포함하는 코팅제 및 자기치유성 필름
KR101461320B1 (ko) * 2013-05-31 2014-11-17 연세대학교 산학협력단 자성과 전도성을 갖는 자가치유 복합 캡슐 및 그의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170106556A (ko) 2017-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101782343B1 (ko) 비정질 금속파우더 캡슐을 이용한 자기치유 시멘트 복합재 조성물
Yazıcı et al. The effect of autoclave pressure, temperature and duration time on mechanical properties of reactive powder concrete
Yazıcı et al. Mechanical properties of reactive powder concrete containing high volumes of ground granulated blast furnace slag
KR102148007B1 (ko) 수축 저감 초고강도 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 초고강도 콘크리트의 제조방법
KR101312562B1 (ko) 바텀애시를 포함하는 콘크리트용 결합재 조성물
JP5992148B2 (ja) セメント組成物
JP4747181B2 (ja) 超高強度無収縮グラウト材及び超高強度無収縮グラウト材硬化体
ES2866998T3 (es) Cuerpos moldeados de hormigón celular con capa superior y/o capa inferior
Papaioannou et al. Synthesis and integration of cement-based capsules modified with sodium silicate for developing self-healing cements
Alonge et al. Properties of hybrid cementitious composite with metakaolin, nanosilica and epoxy
JP2012153539A (ja) 爆裂防止超高強度プレキャストコンクリート及びその製造方法
JP5278265B2 (ja) 自己修復コンクリート混和材、その製造方法及び該混和材を用いた自己修復コンクリート材料
JP2014141370A (ja) 水硬性材料及び水硬性材料硬化体
EP1955986A1 (en) Light weight aggregate
Zhang et al. Study of CO2 Injection Timing within the Mixing Process of Ready-Mix Concrete for Win–Win Improvements of Mechanical Properties and CO2 Sequestration
KR101876836B1 (ko) 자기치유용 마이크로 로봇 캡슐
KR101725519B1 (ko) 이산화탄소 흡수효과가 있는 상온 경화형 재활용 아스팔트 혼합물 제조용 무시멘트계 첨가제 조성물 및 그 제조방법
JP5668634B2 (ja) 膨張管理された鉄鋼スラグ水和固化体製人工石材およびその製造方法
Qian et al. Hydration behavior and microstructure of cement-based materials modified by Field’s metal particles
JP6264644B2 (ja) 混和材、セメント組成物およびセメント硬化体
Kanagasuntharam et al. Investigating PCM encapsulated NaOH additive for set-on-demand in 3D concrete printing
JP2018127794A (ja) 製鋼スラグを用いた地盤改良工法および製鋼スラグを用いた地盤構築工法
JP2016179941A (ja) セメント硬化体の製造方法
JP6241780B2 (ja) 重量コンクリートによるプレキャストコンクリート製品の製造方法
JP6893801B2 (ja) 保水性ポーラスコンクリート及び耐熱構造物

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant