KR102617978B1 - 자연계 잎맥 패턴을 가지는 유연 전도성 필름을 포함하는 다기능성 필터 - Google Patents
자연계 잎맥 패턴을 가지는 유연 전도성 필름을 포함하는 다기능성 필터 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 자연계 잎맥 패턴을 가지는 유연 전도성 필름을 포함하는 필터에 관한 것이다.
본 발명의 자연계 잎맥패턴 유연 전도성 필름은 전력을 사용하는 액티브 필터에 적합한 높은 전도도를 지니고 있으며, 이는 공기 정화기를 위한 필터의 구성요소로서 탁월한 물성을 지닌다.
본 발명의 자연계 잎맥패턴 유연 전도성 필름은 전력을 사용하는 액티브 필터에 적합한 높은 전도도를 지니고 있으며, 이는 공기 정화기를 위한 필터의 구성요소로서 탁월한 물성을 지닌다.
Description
본 발명은 자연계 잎맥 패턴을 가지는 유연 전도성 필름을 포함하는 다기능성 필터에 관한 것이다.
나뭇잎 또는 꽃잎은 자연에 존재하는 것 중 마치 정맥과 같은 네트워크로 이루어져 있는 독특한 구조물이다. 이러한 잎맥 패턴은 여러 스케일의 구조물이 동시에 혼재된 패턴으로 현재의 나노 혹은 마이크로 공학 기술로 패턴 제조가 어려운 현실이다. 또한 대부분 자연의 잎맥 구조는 부드러운 곡면과 유연한 미세한 패턴을 지녀 구조물 제조는 더욱 어렵다.
이러한 난제를 해결하고 이러한 잎맥 패턴을 응용하기 위해 본 발명자는 나뭇잎 또는 꽃잎을 이용하여 잎맥 패턴을 가지는 신규한 소재인 유연 전도성 필름을 제조하여 이를 포함하는 필터를 제조함으로써 본 발명을 완성하고자 하였다.
나뭇잎 또는 꽃잎은 자연에 존재하는 것 중 마치 정맥과 같은 네트워크로 이루어져 있는 독특한 구조물이다. 이러한 잎맥 패턴은 여러 스케일의 구조물이 동시에 혼재된 패턴으로 현재의 나노 혹은 마이크로 공학 기술로 패턴 제조가 어려운 현실이다.
또한 대부분 자연의 잎맥 구조는 부드러운 곡면과 유연한 미세한 패턴을 지니고 있어 공학기술로 구조물 제조는 더욱 어렵다. 또한 이러한 자연의 미세한 패턴을 제조하고 응용하여 유연하면서 심미감을 주는 공기 필터는 제조된 사례가 없으며, 본 발명자는 오랜 기간의 연구 끝에 나뭇잎 또는 꽃잎을 화학적으로 처리하여 유연하면서도 전기 전도도가 높은 투명 전도성 필름을 포함하는 필터를 제조할 수 있었다.
본 발명의 일 측면에 따라, 오염된 공기가 접촉하는 제1 필터층; 상기 제1 필터층과 이격되고, 상기 제1 필터층과 평행하게 배치된 제1 이산화티탄 코칭층; 상기 제1 이산화티탄 코팅층과 인접하고, 상기 제1 이산화티탄 코칭층에 평행하게 배치된 제1 전도성 유연 나뭇잎 필터; 상기 제1 전도성 유연 나뭇잎 필터와 인접하고, 상기 제1 전도성 유연 나뭇잎 필터에 평행하게 배치된 제2 이산화티탄 코칭층; 상기 제2 이산화티탄 코칭층과 이격되고, 상기 2 이산화티탄 코칭층과 평행하게 배치된 UV 램프층; 상기 UV 램프층과 이격되고, 상기 UV 램프층과 평행하게 배치된 제3 이산화티탄 코칭층; 상기 제3 이산화티탄 코칭층과 인접하고, 상기 제3 이산화티탄 코칭층에 평행하게 배치된 제2 전도성 유연 나뭇잎 필터; 상기 제2 전도성 유연 나뭇잎 필터와 인접하고, 상기 2 전도성 유연 나뭇잎 필터에 평행하게 배치된 제4 이산화티탄 코칭층; 상기 제4 이산화티탄 코칭층과 이격되고, 상기 제4 이산화티탄 코칭층과 평행하게 배치되며, 깨끗한 공기를 방출하는 제2 필터층을 포함하는 필터가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제1 필터층 및 제2 필터층은 습식 또는 건식의 부직포, 종이, 섬유 폴리에스테르 및 섬유 유리로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 잎맥패턴 전도성 필름은 a) 나뭇잎 및 꽃잎으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1 이상을 수산화나트륨 (NaOH) 및 황산나트륨(Na2SO3)의 혼합 용액에서 끓이는 단계; b) 상기 a) 단계의 수득물을 과산화수소 용액으로 처리하는 단계; 및 c) 상기 b) 단계의 수득물을 유기용매로 세척하는 단계;를 포함하는 방법으로 제조될 수 있느아 이에 제한되지는 않는다. 된 것을 특징으로 하는 필터.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 b) 단계의 과산화수소 용액 처리 시간이 10분을 초과할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 c) 단계의 유기용매가 탄소수 1~6의 알코올, 클로로포름, 탄소수 1~6의 케톤 및 탄소수 1~6의 에테르로 구성되는 군으로부터 선택되는 1 이상을 포함할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라 상기 필터를 포함하는 공기 정화기가 제공된다.
본 발명의 자연계 잎맥 패턴을 가지는 유연 전도성 필름을 포함하는 다기능성 필터는 잎맥패턴 전도성 필름은 전력을 사용하는 액티브 필터에 적합한 높은 전도도를 지니고 있으며, 이는 공기 정화기를 위한 필터의 구성요소로서 탁월한 물성을 지닌다.
도 1은 본 발명에 따른 자연계 잎맥 패턴을 가지는 유연 전도성 필름을 포함하는 다공성 필터의 단면도이다.
도 2(위)는 통상의 나뭇잎, H2O2 용액으로 15분 및 30분 처리한 나뭇잎의 사진이며, 도 2(아래)는 통상의 꽃잎 및 H2O2 용액으로 처리한 꽃잎에 관한 것이다.
도 3은 투명 나뭇잎의 현미경 사진이다.
도 4는 투명 나뭇잎 및 은으로 코팅한 나뭇잎의 사진이다.
도 5는 H2O2 용액으로 처리한 나뭇잎과 은으로 코팅한 나뭇잎의 bending test 모습의 사진이다.
도 6은 은(Ag) 코팅한 나뭇잎의 굽힘 전 후의 저항 측정을 나타낸 것이다.
도 7은 PEDOT:PSS 코팅한 나뭇잎의 1회 (좌) 및 2회 (우) 코팅의 전기전도도 실험을 나타낸 것이다.
도 8a는 TiO2/Ag 코팅 전도성 나뭇잎, 도 8b는 상기 TiO2/Ag 코팅 전도성 나뭇잎의 SEM 이미지를 나타낸 것이다.
도 9는 TiO2/Ag 코팅 전도성 나뭇잎의 질소산화물 감소율 테스트 결과를 나타낸 것이다.
도 10은 TiO2/Ag 코팅 전도성 나뭇잎에서의 미생물 성장을 관찰한 결과를 나타낸 것이다.
도 2(위)는 통상의 나뭇잎, H2O2 용액으로 15분 및 30분 처리한 나뭇잎의 사진이며, 도 2(아래)는 통상의 꽃잎 및 H2O2 용액으로 처리한 꽃잎에 관한 것이다.
도 3은 투명 나뭇잎의 현미경 사진이다.
도 4는 투명 나뭇잎 및 은으로 코팅한 나뭇잎의 사진이다.
도 5는 H2O2 용액으로 처리한 나뭇잎과 은으로 코팅한 나뭇잎의 bending test 모습의 사진이다.
도 6은 은(Ag) 코팅한 나뭇잎의 굽힘 전 후의 저항 측정을 나타낸 것이다.
도 7은 PEDOT:PSS 코팅한 나뭇잎의 1회 (좌) 및 2회 (우) 코팅의 전기전도도 실험을 나타낸 것이다.
도 8a는 TiO2/Ag 코팅 전도성 나뭇잎, 도 8b는 상기 TiO2/Ag 코팅 전도성 나뭇잎의 SEM 이미지를 나타낸 것이다.
도 9는 TiO2/Ag 코팅 전도성 나뭇잎의 질소산화물 감소율 테스트 결과를 나타낸 것이다.
도 10은 TiO2/Ag 코팅 전도성 나뭇잎에서의 미생물 성장을 관찰한 결과를 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 필터의 일 실시예가 도 1에 도시된다. 본 발명에 따른 친환경 필터는 공기 정화기에 응용될 수 있다. 공기 정화기의 경우 도 1에서 필터를 통한 공기 흐름은 도면의 상부로부터 도면의 하부로 아래로 향한다. 필터는 필터 미디어를 지지하는 프레임을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 다기능성 필터는 오염된 공기가 접촉하는 제1 필터층(10); 상기 제1 필터층(10)과 이격되고, 상기 제1 필터층(10)과 평행하게 배치된 제1 이산화티탄 코칭층(20); 상기 제1 이산화티탄 코팅층(20)과 인접하고, 상기 제1 이산화티탄 코칭층(20)에 평행하게 배치된 제1 전도성 유연 나뭇잎 필터(30); 상기 제1 전도성 유연 나뭇잎 필터(30)와 인접하고, 상기 제1 전도성 유연 나뭇잎 필터(30)에 평행하게 배치된 제2 이산화티탄 코칭층(25); 상기 제2 이산화티탄 코칭층(25)과 이격되고, 상기 2 이산화티탄 코칭층(25)과 평행하게 배치된 UV 램프층(40); 상기 UV 램프층(40)과 이격되고, 상기 UV 램프층(40)과 평행하게 배치된 제3 이산화티탄 코칭층(60); 상기 제3 이산화티탄 코칭층(60)과 인접하고, 상기 제3 이산화티탄 코칭층(60)에 평행하게 배치된 제2 전도성 유연 나뭇잎 필터(50); 상기 제2 전도성 유연 나뭇잎 필터(50)와 인접하고, 상기 2 전도성 유연 나뭇잎 필터(50에 평행하게 배치된 제4 이산화티탄 코칭(65)층; 상기 제4 이산화티탄 코칭층(65)과 이격되고, 상기 제4 이산화티탄 코칭층(65)과 평행하게 배치되며, 깨끗한 공기를 방출하는 제2 필터층(70)을 포함할 수 있다.
상기 다기능성 필터의 다양한 층은 일반적으로 코팅, 접착제, 초음파 용접, 재봉 또는 클램핑과 같은 적합한 수단에 의해 서로 부착될 수 있다. 동작에 있어 전력 공급원의 단말이 2개의 층의 잎맥패턴 전도성 필름에 각각 연결된다. 이와 같은 물질의 배치는 전극들 사이의 높고 안정한 전압차를 가능하게 하여 입자 제거 효율을 증가시키고 높은 효율을 달성한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제1 필터층(10) 및 제2 필터층(70)은 습식 또는 건식의 부직포, 종이, 섬유 폴리에스테르 및 섬유 유리로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 이산화티탄 코칭층(20), 제2 이산화티탄 코칭층(25), 제3 이산화티탄 코칭층(60) 및 제4 이산화티탄 코칭층(65)은 자외선과 광촉매 반응을 통한 살균(유기물), 유해화학 가스분해 및 탈취 기능을 할 수 있다.
상기 제1 전도성 유연 나뭇잎 필터(30) 및 상기 제2 전도성 유연 나뭇잎 필터(50)는 투명 나뭇잎에 은(Ag)이나 PEDOT:PSS 코팅을 통해 전도성을 향상시킨 것으로, 전기 집증층을 통하여 (+)극에 음이온 이물질, 또한 (-)극에 양이온 이물질의 흡착을 통하여 상기 음이온 이물질 및 양이온 이물질을 제거하는 기능을 할 수 있다.
또한, 상기 제1 전도성 유연 나뭇잎 필터(30) 및 상기 제2 전도성 유연 나뭇잎 필터(50)는 은(Ag) 코팅을 통한 자체 항균, 악취 제거, 알레르기 물질, 유해 화학가스, 병원 미생물 등의 살균, 항균 및 탈취 등의 기능을 할 수 있다.
상기 개시된 발명은, HVAC 시스템, 자가 충족의 필터/팬 유닛, 산업용 공기 정화 시스템 및 먼지 수집기를 포함하는 다양한 방법으로 사용될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
상기 실시예들은 주로 평판 필터 구조를 기재하나, 본 발명은 다중 평판 패널의 V-뱅크 그룹, 패널 및 V-뱅크 유닛의 서로 연결된 그룹, 및 먼지 수집 시스템을 위한 원통형 필터를 포함하나 이로 제한되지 않는 다른 구조에 맞추어 변경될 수 있다.
상기에 기술된 바대로 본 발명 전체의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이 본 발명의 구조 및 구성요소에 변경이 가해질 수 있다. 특히, 다양한 층 또는 구성요소가 다양한 결과를 얻기 위해 결합되거나 반복될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 오히려, 여기서 소개되는 내용이 철저하고 완전해지고, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제공하는 것이다.
[실시예 1]
NaOH 2.5 mol/L 및 Na2SO3 0.4 mol/L를 정제수에 용해시킨 용액에 나뭇잎 또는 꽃잎을 3시간 동안 처리하였다. 처리된 나뭇잎 또는 꽃잎을 H2O2 용액 1 mol/L에 10분, 15분 또는 30분 동안 처리하고, 이어 에탄올 용액에 2회 세척하여 투명한 나뭇잎 또는 꽃잎을 제조하였다.
도 2에서 보이는 것처럼 통상의 나뭇잎은 불투명하나 H2O2 용액으로 15분 및 30분 처리한 나뭇잎은 투명했다. 10분 처리한 경우 나뭇잎 중앙의 굵은 줄기의 색소가 완전히 투명하게 되지는 않았다. 꽃잎의 경우에도 나뭇잎의 제조 방법과 동일한 조건으로 수행하였다.
나뭇잎과 꽃잎이 투명해지기 위해서는 H2O2 용액의 처리 시간이 10분을 초과해야 한다는 결론에 이르렀다. 도 3은 현미경 사진으로서 투명하게 처리된 나뭇잎의 공극 크기가 50 μm 이하임을 잘 보여주고 있다.
투명 나뭇잎의 전기 전도도 실험을 다음과 같이 수행하였다. 투명 나뭇잎에 Ag을 50 nm로 코팅한 후 150℃에서 열처리한 후 저항을 측정하여 비교하였다. 도 4에 투명 나뭇잎(좌) 및 H2O2 처리된 투명 나뭇잎에 은을 코팅한 나뭇잎(우)을 비교하여 나타내었다.
굽힘 전의 20~30 ohm 저항을 2 point를 통하여 측정하였다. 굽힌 상태에서 2 point를 통하여 저항을 측정한 결과, 40~60 ohm까지 저항이 증가하였다. 일반적으로 굽히게 되면 저항이 증가하는데, 이러한 결과로부터 굽하더라도 전기전도도가 있어 플레서블하기 때문에 다양하게 응용이 가능함을 알 수 있다.
PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene) PSS(poly (styrene sulfonate)에 나뭇잎을 1회 또는 2회 deep coating을 통해 전기 전도도를 부가하였다. 도 5 및 도 6에 이에 대한 결과를 나타내었다.
도 7을 보면 1회 및 2회 코팅에 대해 전기 전도도를 측정한 결과 각각 A-B, C-D에 대해 10.3~11.2 kΩ 및 8.5~11.2 kΩ로 약 10 kΩ/cm2로 나타났음을 알 수 있다.
[실시예 2]
투명 나뭇잎에 TiO2 및 Ag을 각각 50nm로 코팅한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 TiO2/Ag 코팅 전도성 나뭇잎을 제조하였다. 도 8a에 상기 TiO2/Ag 코팅 전도성 나뭇잎을 나타내었고, 도 8b에 상기 TiO2/Ag 코팅 전도성 나뭇잎의 SEM 이미지를 나타내었다.
가스백 시험법을 이용하여 상기에서 제조한 TiO2/Ag 코팅 전도성 나뭇잎의 질소산화물 감소율 테스트를 수행한 결과를 하기 표 1 및 도 9에 나타내었다.
이때, 상기 질소산화물 감소율 테스트는 LED 램프 (6,000 ~ 7,000 Lux, 1.5 mW/cm2), UV-A 형광 램프 (1 mW/cm2)의 광원 조건, 실험 가스로 산화질소 5 ppm, 실험 시간 2 시간 및 온도: 23±2 ℃, 습도 50±5%의 조건으로 수행하였다.
[표 1]
상기 표 1 및 도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 시험 시작시 산화질소(NO) 3.5 ppm에서 2시간 동안 UV 조사시 TiO2-Ag 코팅층의 광촉매 특성으로 인하여 1.0 ppm으로 NO가 44% 감소함을 확인할 수 있다.
[실시예 3]
상기 실시예 2에서 제조한 TiO2/Ag 코팅 전도성 나뭇잎의 입자 크기에 따른 여과 효율을 측정한 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[표 2]
상기의 표 2에서 보는 바와 같이, 입자의 크기에 따른 여과효율의 변화는 입자의 크기가 증가할수록 여과효율이 증가하는 경향을 보이고, 전하를 부가하였을 경우, 0.35 ㎛ 이상의 입자에 대해서는 98% 이상의 우수한 여과 효율을 나타냄을 알 수 있다.
한편, 전하를 부가하지 않았을 경우의 효율은 저하됨을 알 수 있으며, 특히 입자의 크기가 작은 경우 더 극명하게 나타났다.
[실시예 4]
미생물의 프로토 타입으로 E. coli 스트레인 B(이하 E. coli)를 선택하여, 상기 실시예 2에서 제조한 TiO2/Ag 코팅 전도성 나뭇잎에서의 미생물 성장을 관찰하였다.
E. coli는 뉴트리언트 브로쓰(Nutrieunt broth)를 실험 배지로 사용하여 30℃에서 200 rpm으로 스터링하면서 성장시켰다. 최적의 실험 조건을 찾기 위해 전배양한 E. coli를 전배양 3mL 뉴트리언트 브로쓰에 글리세롤 스톡(Glycerol stock) 50μL를 접종한 후 12시간 동안 배양하여 사용하였다.
대조군 E.coli 스트레인 B의 성장곡선을 획득하기 위하여 250mL 삼각 플라스크에 30mL의 뉴트리언트 브로쓰와 E. coli 30μL를 접종하여 30분 단위로 OD(optical density)를 λ=600 nm에서 측정한 결과를 도 10에 나타내었다.
도 10에서 보는 바와 같이, E. coli를 액체 배양하면서 대조군(구조체를 넣지 않음)과 구조체를 지닌 샘플을 콜로이드 10mL에 넣은 배양액의 성장곡선 구조체를 넣은 경우 성장 속도가 감소됨을 확인할 수 있으며, 이로 인해 항균특성을 확인할 수 있다.
10 : 제1 필터층
20 : 제1 이산화티탄 코칭층
25 : 제2 이산화티탄 코칭층(25)
30 : 제1 전도성 유연 나뭇잎 필터
40 : UV 램프층
50 : 제2 전도성 유연 나뭇잎 필터
60 : 제3 이산화티탄 코칭층(60)
65 : 제4 이산화티탄 코칭층
70 : 제2 필터
20 : 제1 이산화티탄 코칭층
25 : 제2 이산화티탄 코칭층(25)
30 : 제1 전도성 유연 나뭇잎 필터
40 : UV 램프층
50 : 제2 전도성 유연 나뭇잎 필터
60 : 제3 이산화티탄 코칭층(60)
65 : 제4 이산화티탄 코칭층
70 : 제2 필터
Claims (6)
- 오염된 공기가 접촉하는 제1 필터층;
상기 제1 필터층과 이격되고, 상기 제1 필터층과 평행하게 배치된 제1 이산화티탄 코칭층;
상기 제1 이산화티탄 코팅층과 인접하고, 상기 제1 이산화티탄 코칭층에 평행하게 배치된 제1 전도성 유연 나뭇잎 필터;
상기 제1 전도성 유연 나뭇잎 필터와 인접하고, 상기 제1 전도성 유연 나뭇잎 필터에 평행하게 배치된 제2 이산화티탄 코칭층;
상기 제2 이산화티탄 코칭층과 이격되고, 상기 2 이산화티탄 코칭층과 평행하게 배치된 UV 램프층;
상기 UV 램프층과 이격되고, 상기 UV 램프층과 평행하게 배치된 제3 이산화티탄 코칭층;
상기 제3 이산화티탄 코칭층과 인접하고, 상기 제3 이산화티탄 코칭층에 평행하게 배치된 제2 전도성 유연 나뭇잎 필터;
상기 제2 전도성 유연 나뭇잎 필터와 인접하고, 상기 2 전도성 유연 나뭇잎 필터에 평행하게 배치된 제4 이산화티탄 코칭층;
상기 제4 이산화티탄 코칭층과 이격되고, 상기 제4 이산화티탄 코칭층과 평행하게 배치되며, 깨끗한 공기를 방출하는 제2 필터층;
을 포함하며,
상기 전도성 유연 나뭇잎 필터는,
a) 나뭇잎 및 꽃잎으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1 이상을 수산화나트륨 (NaOH) 및 황산나트륨(Na2SO3)의 혼합 용액에서 끓이는 단계;
b) 상기 a) 단계의 수득물을 과산화수소 용액으로 처리하는 단계; 및
c) 상기 b) 단계의 수득물을, 탄소수 1~6의 알코올, 클로로포름, 탄소수 1~6의 케톤 및 탄소수 1~6의 에테르로 구성되는 군으로부터 선택되는 1 이상을 포함하는 유기용매로 세척하는 단계;를 포함하는 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 필터.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 필터층 및 제2 필터층은 습식 또는 건식의 부직포, 종이, 섬유 폴리에스테르 및 섬유 유리로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 b) 단계의 과산화수소 용액 처리 시간이 10분을 초과하는 것을 특징으로 하는 필터.
- 삭제
- 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항의 필터를 포함하는 공기 정화기.
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| KR1020210074827A KR102617978B1 (ko) | 2021-06-09 | 2021-06-09 | 자연계 잎맥 패턴을 가지는 유연 전도성 필름을 포함하는 다기능성 필터 |
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| KR1020210074827A KR102617978B1 (ko) | 2021-06-09 | 2021-06-09 | 자연계 잎맥 패턴을 가지는 유연 전도성 필름을 포함하는 다기능성 필터 |
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|---|---|
| KR20220166033A KR20220166033A (ko) | 2022-12-16 |
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| KR1020210074827A KR102617978B1 (ko) | 2021-06-09 | 2021-06-09 | 자연계 잎맥 패턴을 가지는 유연 전도성 필름을 포함하는 다기능성 필터 |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR200296828Y1 (ko) | 2002-08-20 | 2002-12-05 | (주) 나노팩 | 광촉매 필터 및 흡착성 광촉매 필터를 이용한 차량용필터장치 |
| KR100518664B1 (ko) * | 2003-09-25 | 2005-10-05 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | 초고효율 공기청정기 |
| US20210122902A1 (en) | 2016-02-04 | 2021-04-29 | University Of Maryland, College Park | Transparent wood composite, systems and method of fabrication |
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-
2021
- 2021-06-09 KR KR1020210074827A patent/KR102617978B1/ko active IP Right Grant
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| KR200296828Y1 (ko) | 2002-08-20 | 2002-12-05 | (주) 나노팩 | 광촉매 필터 및 흡착성 광촉매 필터를 이용한 차량용필터장치 |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Guobin Jia 외 7명. Biomimic Vein-Like Transparent Conducting Electrodes with Low Sheet Resistance and Metal Consumption. Nano-Micro Letters. Shanghai Jia Tong University Press., 2020, pp13~19. 1부.* |
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