KR20130061754A - 세라믹 나노튜브 합성물에 상 변화 에너지 저장 - Google Patents

세라믹 나노튜브 합성물에 상 변화 에너지 저장 Download PDF

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Abstract

본 개시는 상 변화 물질 합성물을 형성하기 위한 시스템 및 방법 및 그렇게 형성된 상 변화 물질 합성물 일반적으로 관련된다. 일부 예시에서, 상 변화 물질(PCM)을 형성하기 위한 방법은 나노와이어-용매 분산을 형성하기 위해 무극성 용매에 나노와이어 물질을 분산시키는 단계, 나노와이어-용매-PCM 분산을 형성하기 위해 나노와이어-용매 분산에 PCM을 첨가하는 단계, 나노와이어-용매-PCM 분산을 가열하는 단계 및 용매를 제거하는 단계를 포함한다.

Description

세라믹 나노튜브 합성물에 상 변화 에너지 저장{PHASE CHANGE ENERGY STORAGE IN CERAMIC NANOTUBE COMPOSITES}
여기에서 달리 지적되지 않는다면, 본 섹션에서 설명되는 내용은 본 출원의 청구범위에 대한 종래 기술이 아니며, 본 섹션에 포함함으로써 종래 기술로 인정되어서는 안 된다.
휴대폰, 원격 센서, 통신 레이저와 같은 휴대용 칩 기반(chip-based) 장치는 짧은 한차례의 집중적인 활동들과 그 후의 오랜 동안 저 레벨의 사용으로 특징지어진다. 짧고 집중적인 활동은 내부 전자기기에 큰 열을 발생시킬 수 있고, 이는 성능을 떨어뜨릴 수 있으며 전자기기의 즉각적인 환경과 융화할 수 없도록 할 수 있다. 이러한 발열 문제를 완화시키기 위해, 상 변화 물질(phase change materials)(PCM)이 열 축전기(thermal capacitor)로서 행동하도록 전자기기와 접촉하여 배치될 수 있다. PCM은 PCM 용융 전이에서 열 에너지를 흡수하며, 이로써 전자기기로부터 열을 제거한다. 일반적으로 사용되는 PCM은 왁스(wax) 물질을 포함하는데, 이는 고체로부터 액체로 왁스(wax) 물질의 상 변화가 큰 에너지의 흡수를 허용하기 때문이다. 상 변화(고체에서 액체로)에서, 왁스 물질은 낮은 점성 액체가 되므로 패키지 내에 담겨야 하며, 그렇지 않으면 그 액체가 전자기기를 통해 이동할 위험이 있다. 열 소스로부터 왁스가 담긴 패키지의 박리(delamination)는 PCM의 적용을 제한하는 상당한 문제이다.
상 변화 물질 합성물을 형성하기 위한 방법 및 시스템과 이러한 방법 및 시스템을 사용하여 형성되는 상 변화 물질 합성물이 제공된다. 일부 예시에서, 상 변화 물질(PCM) 합성물(composite)을 형성하기 위한 방법은 나노와이어(nanowire)-용매 분산(dispersion)을 형성하기 위해 무극성 용매에 나노와이어 물질을 분산시키는 단계, 나노와이어-용매-PCM 분산을 형성하기 위해 PCM을 나노와이어-용매 분산에 첨가하는 단계, 나노와이어-용매-PCM 분산을 가열하는 단계, 및 용매를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
일 예시에서, 상 변화 물질(PCM) 합성물을 형성하기 위한 방법이 제공된다. 이러한 방법은 PCM과 융화성을 향상시키기 위해 나노와이어 물질을 처리하는 단계, 혼합물(admixture)을 형성하기 위해 PCM과 나노와이어 물질을 결합하는 단계, 및 PCM-합성물을 형성하기 위해 혼합물을 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 예시에서, 상 변화 물질(PCM) 합성물을 형성하기 위한 시스템이 제공된다. 시스템은 탱크(tank), 가열 요소(heating element), 형성 요소(forming element) 및 제어기를 포함할 수 있다. 이러한 탱크는 용매, 나노와이어 물질, 및 PCM을 수신하도록 구성될 수 있다. 가열 요소는 탱크와 연관될 수 있고, 용매를 제거하기 위한 적절한 온도로 탱크를 선택적으로 가열하도록 구성될 수 있다. 형성 요소는 잔여 PCM 합성물을 적절한 형상 및/또는 크기로 형성하도록 구성될 수 있다. 제어기는 발열 요소 및/또는 형성 요소 중 하나 이상에 결합될 수 있고, PCM을 형성하기 위한 시스템과 연관된 처리 매개변수(process parameter)를 제어하도록 구성될 수 있다.
추가적인 예시에서, 컴퓨터로 액세스 가능한 매체(computer accessible medium)가 제공된다. 컴퓨터 액세스 가능한 매체에는, 컴퓨팅 장치에 의해 실행되는 경우 상 변화 물질(PCM) 합성물을 형성하기 위한 방법을 수행하도록 컴퓨팅 장치를 구성하는 컴퓨터 실행가능 명령어가 저장될 수 있다. 이러한 방법은 나노와이어-용매 분산을 형성하기 위해 무극성의 용매에 나노와이어 물질을 분산시키는 단계, 나노와이어-용매-PCM 분산을 형성하기 위해 나노와이어-용매 분산에 PCM을 첨가하는 단계, 및 나노와이어-용매-PCM 분산에서 PCM과 나노와이어 물질의 혼합물에 의해 결과적인 PCM 합성물을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
다수의 예시가 개시되었으나, 여전히 다른 예시들이 이하의 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백해질 것이다. 명백해질 바와 같이, 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램은, 모두 여기에서 본 교시의 사상 및 범위에서 벗어나지 않으면서, 다양한 명백한 양상에서 수정이 가능할 수 있다. 따라서, 상세한 설명은 사실상 예시적인 것이고 제한적인 것이 아니다.
본 개시의 전술한 특징 및 다른 특징은 첨부 도면과 결합하여, 다음의 설명 및 첨부된 청구범위로부터 더욱 충분히 명백해질 것이다. 이들 도면은 본 개시에 따른 단지 몇 개의 예시일 뿐이고, 따라서, 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 고려되어서는 안 될 것임을 이해하면서, 본 개시는 첨부 도면의 사용을 통해 더 구체적이고 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 PCM 합성물을 형성하기 위한 제1 방법의 예시를 도시하고,
도 2는 PCM 합성물을 형성하기 위한 제2 방법의 예시를 도시하고,
도 3은 PCM 합성물을 형성하기 위한 제1의 예시적인 시스템의 개략도를 도시하고,
도 4는 PCM 합성물을 형성하기 위한 제2의 예시적인 시스템의 개략도를 도시하고,
도 5는 PCM 합성물을 형성하기 위한 제3의 예시적인 시스템의 개략도를 도시하고,
도 6은 PCM 합성물을 형성하기 위해 배열된 예시적인 컴퓨팅 장치를 도시하는 블록도이고,
도 7은 예시적인 컴퓨터 프로그램 제품의 블록도를 도시하는 것으로서, 이들 모두는 본 개시의 적어도 일부 예시에 따라 배열된다.
이하의 상세한 설명에서 본 개시의 일부를 이루는 첨부된 도면이 참조된다. 문맥에서 달리 지시하고 있지 않은 한, 일반적으로, 도면에서 유사한 부호는 유사한 구성을 나타낸다. 상세한 설명, 도면, 그리고 청구범위에 설명되는 실시예는 제한적으로 해석되어서는 안 된다. 본 개시에서 제시되는 대상의 범위 또는 사상에서 벗어나지 않으면서도 다른 실시예가 이용되거나, 다른 변경이 이루어질 수 있다. 본 개시에 일반적으로 설명되고, 도면에 도시되어 있는 본 개시의 양태는 본 개시에서 다양한 다른 구성으로 배열, 대체, 조합, 분리, 및 설계될 수 있음과 이 모두가 여기에서 명시적 및 암시적으로 고려됨이 기꺼이 이해될 것이다.
본 개시는 그 중에서도, 세라믹(ceramic) 나노튜브(nanotube) 합성물과 같은 PCM 합성물에서 상 변화 에너지 저장에 관련된 방법, 장치, 컴퓨터 프로그램 및 시스템에 관한 것이다. 더 구체적으로, 그러한 합성물을 형성하기 위한 다양한 방법 및 시스템과 그렇게 형성되는 합성물이 제공된다.
간략하게 말하면, 본 개시는 일반적으로 상 변화 물질 합성물을 형성하기 위한 방법 및 시스템과 그렇게 형성되는 상 변화 물질 합성물에 일반적으로 관련된다. 일부 예시에서, 상 변화 물질(PCM) 합성물을 형성하기 위한 방법은 나노와이어-용매 분산을 형성하기 위해 무극성 용매에 나노와이어 물질을 분산시키는 단계, 나노와이어-용매-PCM 분산을 형성하기 위해 나노와이어-용매 분산에 PCM을 첨가하는 단계, 나노와이어-용매-PCM 분산을 가열하는 단계 및 용매를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
대안적인 방법에서, PCM은 PCM-용매 분산을 형성하기 위해 용매에 용해될 수 있고, 나노와이어 물질은 나노와이어-용매-PCM 분산을 형성하기 위해 PCM-용매 분산에 첨가될 수 있다. 또한 추가적인 방법에서, PCM 및 나노와이어 물질은 나노와이어-용매-PCM 분산을 형성하기 위해 실질적으로 동시에 용매에 첨가될 수 있다.
다양한 예시에서, 나노와이어 물질은 메쉬(mesh) PCM 합성물을 형성하기 위해 PCM과 혼합된다. PCM은 고체 상태로부터 액체 상태로 전이하는 왁스 물질일 수 있다. 상 전이와 연관된 에너지는, 상 전이 전에 전자기기 회로로부터 에너지의 흡수를 촉진한다. 일부 예시에서, 그 에너지는 반도체 다이(die)의 표면으로부터 흡수된다. 다른 예시에서, 그 에너지는, 하나 이상의 반도체 다이가 그 위에 장착된(예컨대, 접착 본딩 또는 저온 용접으로) 기판의 표면으로부터 흡수된다. 또 다른 예시에서, 그 에너지는 회로의 캡슐화된(encapsulated) 패키지(예컨대, 세라믹, 플라스틱, 금속 등)의 표면으로부터 흡수된다. 역시 다른 예시에서, 그 에너지는 회로 기판(예컨대, 인쇄 회로 기판)의 표면으로부터 흡수된다.
나노와이어는 PCM을 통해 열을 효율적으로 전도한다. 따라서 나노와이어 및 PCM의 혼합(여기에서 합성물 PCM으로 지칭됨)은 나노와이어의 여과(percolation) 네트워크로부터 나타나는 우수한 열 전도율을 가지는 나노-스케일 메쉬를 형성한다.
합성물 PCM은 전자기기의 열 에너지에 대한 빠른 반응을 촉진한다. 왁스 물질과 같은 PCM은 스스로 열적으로 전도력이 뛰어난 것은 아니다. 왁스 물질은 열 인터페이스(즉, 캡슐화된 왁스 물질과의 열 접촉에 있는 전자기기의 일부)에서 전자기기에 열적으로 결합되는 패키지로 둘러싸인다. 그러나, 캡슐화된 왁스 물질은 전자기기로부터 열 에너지를 균일하게 흡수하지 않을 수 있다. 예를 들어, 열 인터페이스에 가장 근접한 왁스 물질의 일부는 열 인터페이스로부터 더 먼 왁스 물질의 다른 일부 전에 용융을 시작할 수 있다. 그러나, 합성물 PCM에서 나노와이어 물질의 나노구조(nanostructure) 네트워크가 PCM 합성물 도처에서 열 에너지의 더 균일한 분산을 촉진하는 나노튜브의 강한 패킹(packing)을 도출한다.
합성물 PCM에서 분산된 나노와이어의 네트워크는 그것이 녹을 경우 모세관의 힘으로써 PCM을 억압(constraint)한다. 나노와이어는 용융된 PCM을 인트랩(entrap)하는 데에 필요한 모세관의 압력을 생성하는 구조(framework)로서 동작한다. 합성물 PCM은 더 이상의 패키징이 요구되지 않도록 용융된 상태에서 PCM을 실질적으로 억압한다. 나아가, 합성물 PCM은 열 인터페이스(예컨대, 기판/전자회로와 패키징된 PCM 합성물 사이의 열 접촉 지점)에서 열 순환을 통해 우수한 열 접촉을 유지한다. 합성물 PCM은 전자회로(예컨대 반도체 다이 또는 "칩," 하이브리드 회로, PCB 등) 및 열 방출이 유용할 수 있는 다른 적용을 위해 히트 싱크(heat sink)로서 사용될 수 있다.
도 1은 본 개시의 적어도 일부 예시에 따라, PCM 합성물을 형성하기 위한 제1 방법(10)의 예시를 도시한다. 일반적으로 PCM 혼합물은, 공유적(covalent) 또는 계면 활성제(surfactant) 변형된 나노와이어와, 왁스 물질과 같은 상 변화 물질(PCM)을 혼합함으로써 생성된다. PCM의 용융 온도보다 높으면, 모세관의 힘에 의해 액체는 나노와이어 네트워크 내부에 갇히게 된다. 그 결과로서 생기는 PCM 합성물은 부드럽고 형성 가능하나, 유동(flow)을 위해서는 액체 PCM(용융된 왁스) 및 나노와이어 모두가 이동되어야 하므로, 흐르기에는 제한적이다. 일반적으로 약 50% 액체 물질을 초과하여 포함함에도 불구하고, PCM 합성물은 1 GPa 보다 큰 모듈러스(modulus) 를 가진다. PCM 합성물의 바깥 표면은 가열되는 경우 젖고, 그가 배치되는 임의의 표면에 순응하며, 반 데르 발스 힘(van der Waals forces)을 통해 우수한 점착을 더 제공한다.
방법(10)은 블록(12, 14, 16, 18, 20, 22 및/또는 24)에 의해 도시된 하나 이상의 기능, 작동 또는 동작을 포함할 수 있다. 처리는 블록(12)에서 시작할 수 있다.
블록(12)에서, 나노와이어 물질은 PCM과의 융화성을 향상시키기 위해 처리될 수 있다. 나노와이어 물질은, PCM과 화학적으로 융화하게 되는 능력과 왁스 물질 도처로 열을 효율적으로 전달하는 능력 및 그 열 전도율에 기초하여 선택될 수 있다. 하나의 적절한 나노와이어 물질은 대략 10nm와 50nm 사이의 범위에서의 지름 및 대략 500 마이크론(microns)까지의 길이를 가지는 질화 알루미늄(aluminum nitride) 나노로드(nanorod)를 포함한다. 일부 대안적인 예시에서, 탄화 규소(silicon carbide)와 같은 나노와이어 물질이 사용될 수 있다. 적절한 나노와이어 물질은 높은 열 전도율 및 열 에너지의 여과를 위한 효율적인 경로를 생성하기 위해 큰 가로세로비(aspect ratio)를 일반적으로 가진다.
융화성을 향상시키기 위한 나노와이어 물질의 처리는 나노와이어 물질의 직접적인 공유적 변형 또는 계면 활성제의 추가를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 트리메톡속틸실레인(trimethoxoctylsilane)이 나노와이어 물질의 표면에 보호막을 씌우도록(passivae) 나노와이어 물질에 적용될 수 있고, 이는 무-극성 용매에서 나노와이어 물질을 분산 가능하게 한다. 일부 대안적인 구현에서, 옥틸포스포닉 산(octylphosponic acid)과 같은 계면 활성제가, 공유적인 결부 없이, 나노와이어 물질 상에 유기적인 층을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 나노와이어 물질의 처리는 대략 30%의 로딩 레벨을 제공하도록 선택될 수 있다. 이러한 레벨은 액체 PCM을 모세관의 힘으로써 나노와이어 메쉬에 가두기에 충분하고 우수한 열 성능을 제공하지만 (열을 흡수하는 합성물의 능력을 희생할 것인) PCM의 현저한 양을 대신하지 않는다. 일부 구현에서, 나노와이어 물질은 처리되지 않을 수 있으며, 블록(12)은 제거될 수 있음이 이해될 것이다.
블록(12)에 블록(14)이 뒤따를 수 있다. 블록(14)에서, 나노와이어 물질은 무극성 용매에서 분산될 수 있다. 하나의 적절한 무극성 용매는 헥산(hexane)이다. 무극성 또는 극성이 덜한 용매는 PCM의 극성과 매치(match)하기 위해 사용될 수 있다.
블록(14)에 블록(16)이 뒤따를 수 있다. 블록(16)에서, PCM은 나노와이어-용매 분산에 첨가될 수 있다. PCM은 그것의 용융점이 관심 온도 가까이에 있도록 선택될 수 있다. PCM은 그가 보호하는 전자기기에서 도달될 수 있는 최고 온도를 캡핑(capping)하도록 동작한다. 이는 최고 온도를 초과하지 않으면서, 시스템으로 펌프(pump)될 수 있는 에너지의 양을 늘린다. 전자기기 적용을 위해, 관심 온도는 더 높아질 수 있다. 더 상세하게, 전자회로는(예컨대, 마이크로 칩, 또는 조립된 PC 기판 등) 시험을 거친 신뢰도 제한(예컨대, 작동 온도 제한 상위 한계)을 일반적으로 가진다. PCM은 전자회로의 신뢰도 제한 가까이에 용융점을 가지도록 따라서 선택될 수 있다. 하나의 적절한 PCM은 라우르 산(lauric acid)이고, 섭씨 43도에서 용융점을 가진다.
블록(16)에 블록(18)이 뒤따를 수 있다. 블록(18)에서, 나노와이어-용매-PCM 분산은 PCM의 어는점 보다 높은 온도로 가열될 수 있다. 가열은 임의의 적절한 장치를 사용하여 완료될 수 있다. 예를 들어, 가열은 탱크와 연관된 가열 요소를 사용하여 수행될 수 있다. 일반적으로, 나노와이어와 PCM의 융화성은 우수한 분산 안정을 보이게 된다. PCM 합성물의 더욱 동질인 필름은 PCM의 용융 온도보다 높은 온도에서 용매가 증발할 경우 생성된다. 그러나, 더 낮은 온도가 또한 사용될 수 있다.
블록(18)에 도시된 나노와이어-용매-PCM 분산의 가열은, PCM의 분해를 빠르게 할 수 있고 및/또는 용매 증발을 가속할 수 있다. 일부 예시에서, 그러나, 가열은 수행되지 않을 수 있다.
블록(18)에 블록(20)이 뒤따를 수 있다. 블록(20)에서, 용매는 나노와이어-용매 PCM으로부터 제거되고, 그에 따라 PCM 합성물을 남기는 것이 제거된다. 용매 제거는 임의의 적절한 방식으로 수행될 수 있다. 다른 예시에서, 용매 제거는 용매를 증발시킴으로써 수행될 수 있다. 다른 예시에서, 용매 제거는 탱크로부터 용매를 피펫으로 옮기거나 쏟아버림으로써 수행될 수 있다.
블록(20)에 블록(22)이 뒤따를 수 있다. 블록(22)에서, 잔여 PCM 합성물은 적절한 형상으로 형성될 수 있다.
블록(22)에 블록(24)이 뒤따를 수 있다. 블록(24)에서, 그 결과로써 형성된 PCM 합성물은 열 소스(예컨대, 타깃된 칩, 회로, PC 기판 등)에 적용될 수 있다. 적용은 열 소스에 직접적으로 가해지거나 또는 매개물에 가해질 수 있다. 그러한 매개물은, 예를 들어, 열적으로 전도력이 있는 그리즈(grease), 페이스트(paste), 접착제(adhesive) 또는 구리 필름(copper film)일 수 있다. 분산된 PCM 및 나노와이어 물질의 양은, 그 결과로서 생기는 PCM 합성물이 열 소스와의 직접적인 사용을 위한 적절한 크기가 되도록 선택될 수 있다. 더 상세하게, PCM 합성물은 열 소스에 대한 적용에서 일반적으로 사용되는 크기인 영역을 가지는 컨테이너로 형성될 수 있다. 예를 들어, 열 소스가 1 제곱 센티미터의 표면을 가지면, 용매의 제거 후, PCM 합성물이 1 제곱 센티미터에 가라앉도록 컨테이너의 바닥의 표면은 1 제곱 센티미터일 수 있다. 예를 들어, PCM 합성물은 열 소스와의 직접적인 사용을 위한 것을 초과하는 부피를 가지고 제조될 수 있고, 그 후 세분화될 수 있다. 예를 들어, 열 소스가 1 제곱 센티미터의 표면을 가지고 컨테이너의 바닥은 10 제곱 센티미터이면, 그 결과로서 생기는 PCM 합성물은 10 개의 1 제곱 센티미터 유닛으로 세분화될 수 있다.
열 소스의 사용 동안, 각각의 용융 순환(용융 상태로 PCM의 가열)이 젖은 표면 인터페이스를 형성하는 새로운 기회를 제공하므로, PCM 합성물은 열 소스와의 열 접촉에서 적어도 유지된다. 따라서, PCM 합성물의 표면은 각각의 용융 순환에서 열 소스의 표면으로 다시 순응하고, 이는 반 데르 발스 힘을 통해 우수한 점착을 제공한다.
도 2는 본 개시의 적어도 일부 예시에 따라, PCM 합성물을 형성하기 위한 제2 방법(30)의 예시를 도시한다. 방법(30)은 블록(32, 34, 36, 38 및/또는 40)에 의해 도시되는 하나 이상의 기능, 작동 또는 동작을 포함할 수 있다. 처리는 블록(32)에서 시작할 수 있다.
블록(32)에서, 나노와이어 물질은 도 1에 관해 기술된 바와 같이, PCM과 융화성을 향상시키기 위해 처리될 수 있다.
블록(32)에 블록(34)이 뒤따를 수 있다. 블록(34)에서, 나노와이어 물질은 PCM과 결합될 수 있다.
블록(34)에 블록(36)이 뒤따를 수 있다. 블록(36)에서, 나노와이어 물질과 PCM은 PCM 합성물을 제공하기 위해 수동으로 혼합될 수 있다. 이러한 혼합은, 일부 구현에서, 나노와이어 물질을 캡슐화하기 위해 용융 상태에서 왁스를 통해 나노와이어 물질을 풀링(pulling)하는 것을 포함할 수 있다.
블록(36)에 블록(38)이 뒤따를 수 있다. 블록(38)에서, 블록(36)으로부터 그 결과로서 생기는 PCM 합성물은 적절한 형상으로 형성될 수 있다.
블록(38 )에 블록(40 )이 뒤따를 수 있다. 블록(40)에서, 형성된 PCM 합성물은 열 소스로 적용될 수 있다.
도 3은 본 개시의 적어도 일부 예시에 따라, PCM 합성물을 형성하기 위한 제1의 예시적인 시스템(50)의 개략도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 예시적인 시스템(50)은 탱크(52), 가열 요소(54), 제어기(56), 형성 요소(58)를 포함한다. 일부 실시예에서, 제거 요소(59)가 또한 제공될 수 있다. 용매, 나노와이어 물질 및 PCM은 탱크(52)에서 분산될 수 있다. 가열 요소(54)는 용매를 제거하기 위한 적절한 온도로 탱크를 선택적으로 가열하도록 구성된다. 온도 탐침 또는 일부 다른 열 모니터링 장치는 가열 요소(54) 또는 탱크(52) 내의 물질 중 어느 하나의 작동 온도를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 형성 요소(58)는 적절한 형상 및/또는 크기(예컨대, 특정한 열 소스로의 적용을 위한 형상 및 크기)로 잔여 PCM 합성물을 형성하도록 구성될 수 있다. 제거 요소(59)는 탱크(52)와 연관될 수 있고, 탱크로부터 용매를 증발시킴으로써, 이와 같이, 탱크(52)로부터 용매를 제거하도록 구성될 수 있다. 제어기(56)는 가열 요소(54), 온도 모니터링 장치, 및/또는 형성 요소(58) 중 하나 이상에 결합될 수 있다. 제어기(56)는, 가열 온도 설정 지점, 가열 시간, 냉각 시간, 형성 등과 같은 처리 매개변수를 제어하도록 구성되는 임의의 적합한 제어 장치(예컨대, 컴퓨팅 장치, 마이크로-프로세서, 마이크로-컨트롤러 등)일 수 있다. 도 3에서 도시되는 시스템은 도 1의 예시적인 방법에 따라 PCM 합성물을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
도 4는, 본 개시의 적어도 일부 예시에 따라, PCM 합성물을 형성하기 위한 제2의 예시적인 시스템(60)의 개략도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 시스템(60)은 탱크(62), 혼합 요소(64), 제어기(66) 및 형성 요소(68)를 포함한다. 나노와이어 물질 및 PCM은 탱크(62)에서 혼합될 수 있다. 혼합 요소(64)는 나노와이어 물질 및 PCM을 선택적으로 혼합하도록 구성된다. 온도 탐침(temperature probe) 또는 일부 다른 열 모니터링 장치는 탱크(62) 에서 물질의 작동 온도를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 형성 요소(68)는 적합한 형상 및/또는 크기(특정 열 소스로의 적용을 위한 형상 및 크기)로 PCM 합성물을 형성하도록 구성될 수 있다. 제어기(66)는 형성 요소(68) 또는 온도 모니터링 장치 중 하나 이상에 결합할 수 있다. 제어기(66)는 온도, 설정 지점, 혼합 속도, 형성 등과 같은 처리 매개변수를 제어하도록 구성되는 임의의 적합한 제어 장치(예컨대, 컴퓨팅 장치, 마이크로-프로세서, 마이크로-컨트롤러 등)일 수 있다.
도 5는 본 개시의 적어도 일부 예시에 따라, PCM 합성물을 형성하기 위한 제3의 예시적인 시스템(70)의 개략도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 예시적인 시스템(70)은 탱크(72), 가열 요소(74), 압력 챔버(chamber)(75), 제어기(76) 및 형성 요소(78)를 포함한다. 용매, 나노와이어 물질 및 PCM은 탱크(72)에서 분산될 수 있다. 가열 요소(54)는 용매를 제거하기 위한 적절한 온도로 탱크를 선택적으로 가열하도록 구성된다. 온도 탐침 또는 일부 다른 열 모니터링 장치는 가열 요소(74) 또는 탱크(72) 내의 물질 중 어느 하나의 작동 온도를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 압력 챔버(75)는 탱크(72)를 선택적으로 가압하도록 구성될 수 있다. 형성 요소(78)는 적절한 형상 및/또는 크기(예컨대, 특정 열 소스로의 적용을 위한 크기 및 형상)로 잔여 PCM 합성물을 형성하도록 구성될 수 있다. 제어기(76)는 가열 요소(74 ), 압력 챔버(75), 온도 모니터링 장치 및/또는 형성 요소(78) 중 하나 이상에 결합될 수 있다. 제어기(76)는, 가열 온도 설정 지점, 가열 시간, 냉각 시간, 형성 등과 같은 처리 매개변수를 제어하도록 구성되는 임의의 적합한 제어 장치(예컨대, 컴퓨팅 장치, 마이크로-프로세서, 마이크로-컨트롤러 등)일 수 있다.
도 6은 본 개시에 따라 PCM 합성물을 생성하기 위해 배열되는 예시적인 컴퓨팅 장치(900)를 도시하는 블록도이다. 컴퓨팅 장치는 도 3, 도 4 또는 도 5의 제어기로서 사용될 수 있는 하나의 예시적인 장치이나, 다른 예시적인 장치가 또한 고려된다. 매우 기본적인 구성(901)에서, 컴퓨팅 장치(900)는 전형적으로 하나 이상의 프로세서(910) 및 시스템 메모리(920)를 포함한다. 메모리 버스(930)가 프로세서(910)와 시스템 메모리(920) 사이의 통신을 위해 사용될 수 있다.
요구되는 구성에 따라, 프로세서(910)는 마이크로프로세서(μP), 마이크로컨트롤러(μC), 디지털 신호 프로세서(DSP) 또는 그 임의의 조합을 포함하는 임의의 유형일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 프로세서(910)는 레벨 1 캐시(911) 및 레벨 2 캐시(912)와 같은 하나 이상의 레벨의 캐싱, 프로세서 코어(913) 및 레지스터(914)를 포함할 수 있다. 예시적인 프로세서 코어(913)는 ALU(arithmetic logic unit), FPU(floating point unit), DSP 코어(digital signal processing core), 또는 그 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예시적인 메모리 컨트롤러(915)는 또한 프로세서(910)와 사용될 수 있거나, 또는 몇몇 구현에서, 메모리 컨트롤러(915)는 프로세서(910)의 내부 부품일 수 있다.
요구되는 구성에 따라, 시스템 메모리(920)는 (RAM과 같은) 휘발성 메모리, (ROM, 플래시 메모리 등과 같은) 비휘발성 메모리, 또는 그들 임의의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는 임의의 유형일 수 있다. 시스템 메모리(920)는 운영 체제(921), 하나 이상의 애플리케이션(922), 및 프로그램 데이터(924)를 포함할 수 있다. 애플리케이션(922)은 여기에서 기술된 임의의 기법에 따라 PCM 합성물을 형성하기 위한 처리 매개변수를 제어하기 위한 처리 매개변수 로직(923)을 포함할 수 있다. 프로그램 데이터(924)는 예를 들어, 온도 제어, 압력 제어 또는 다른 것을 포함하는 처리 매개변수 데이터(925)를 포함한다. 일부 예시에서, 온도 제어는 온도 설정 지점, 시간 지속 및/또는 스테인리스 스틸 오토클레이브(stainless steel autoclave)의 냉각 시간을 제어할 수 있다. 일부 실시예에서, 애플리케이션(922)은, 컴퓨팅 장치가 PCM 합성물을 형성하기 위한 시스템과 동작적으로 연관될 수 있고, PCM 합성물을 형성하기 위한 시스템의 처리 매개변수를 제어할 수 있도록 운영 체제(921) 상에서 프로그램 데이터(924)와 동작하도록 배열될 수 있다. 기술된 기본 구성은 파선(901) 내의 컴포넌트에 의해 도 6에 도시된다.
컴퓨팅 장치(900)는 추가적인 특징 또는 기능, 및 기본 구성(901)과 임의의 요구되는 장치와 인터페이스 간 통신을 용이하게 하기 위한 추가적인 인터페이스를 가질 수 있다. 예를 들면, 버스/인터페이스 컨트롤러(940)는 저장 인터페이스 버스(941)를 거쳐 기본 구성(901)과 하나 이상의 데이터 저장 장치(950) 간의 통신을 용이하게 하는데 사용될 수 있다. 데이터 저장 장치(950)는 분리형 저장 장치(951), 비분리형 저장 장치(952), 또는 그들의 조합일 수 있다. 분리형 저장 장치 및 비분리형 저장 장치의 예로는, 몇 가지 말하자면, 플렉서블 디스크 드라이브 및 하드-디스크 드라이브(HDD)와 같은 자기 디스크 장치, 컴팩트 디스크(CD) 드라이브 또는 디지털 다기능 디스크(DVD) 드라이브와 같은 광 디스크 드라이브, 고체 상태 드라이브(solid state drive; SSD), 및 테이프 드라이브가 포함된다. 예시적인 컴퓨터 저장 매체는, 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 다른 데이터 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성의, 분리형 및 비분리형 매체를 포함할 수 있다.
시스템 메모리(920), 분리형 저장 장치(951) 및 비분리형 저장 장치(952)는 모두 컴퓨터 저장 매체의 예이다. 컴퓨터 저장 매체는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 다른 메모리 기술, CD-ROM, 디지털 다기능 디스크(DVD) 또는 다른 광학 저장 장치, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 또는 다른 자기 저장 장치, 또는 원하는 정보를 저장하는데 사용될 수 있고 컴퓨팅 장치(900)에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 그러한 임의의 컴퓨터 저장 매체는 장치(900)의 일부일 수 있다.
컴퓨팅 장치(900)는 버스/인터페이스 컨트롤러(940)를 통한 다양한 인터페이스 장치(예를 들면, 출력 인터페이스, 주변 인터페이스 및 통신 인터페이스)로부터 기본 구성(901)으로의 통신을 용이하게 하기 위한 인터페이스 버스(942) 또한 포함할 수 있다. 예시적인 출력 장치(960)는 그래픽 처리 유닛(961) 및 오디오 처리 유닛(962)을 포함하며, 이는 하나 이상의 A/V 포트(963)를 통해 디스플레이 또는 스피커 같은 다양한 외부 장치로 통신하도록 구성될 수 있다. 예시적인 주변 인터페이스(970)는 직렬 인터페이스 컨트롤러(971) 또는 병렬 인터페이스 컨트롤러(972)를 포함하며, 이는 하나 이상의 I/O 포트(973)를 통해 입력 장치(예를 들면, 키보드, 마우스, 펜, 음성 입력 장치, 터치 입력 장치 등) 또는 다른 주변 장치(예를 들면, 프린터, 스캐너 등)와 같은 외부 장치와 통신하도록 구성될 수 있다. 예시적인 통신 장치(980)는 네트워크 컨트롤러(981)를 포함하며, 이는 하나 이상의 통신 포트(982)를 통해 네트워크 통신 링크 상에서 하나 이상의 다른 컴퓨팅 장치(990)와의 통신을 용이하게 하도록 배치될 수 있다.
네트워크 통신 링크는 통신 매체의 일 예이다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파 또는 다른 전송 메커니즘 같은 변조된 데이터 신호 내의 다른 데이터에 의해 구현될 수 있고, 임의의 정보 전달 매체를 포함할 수 있다. "변조된 데이터 신호"는 신호 내에 정보를 인코딩하기 위한 방식으로 설정되거나 변경된 하나 이상의 특성 집합을 갖는 신호일 수 있다. 제한적인지 않은 예로서, 통신 매체는 유선 네트워크 또는 직접 유선 접속과 같은 유선 매체, 및 음파, 무선 주파수(RF), 마이크로웨이브, 적외선(IR) 및 다른 무선 매체와 같은 무선 매체를 포함할 수 있다. 여기서 사용되는 용어 컴퓨터 판독가능 매체는 저장 매체 및 통신 매체 모두를 포함할 수 있다.
컴퓨팅 장치(900)는, 휴대 전화, PDA(personal data assistant), 개인용 미디어 플레이어 장치, 무선 웹-워치(web-watch) 장치, 개인용 헤드셋 장치, 특수 용도 장치, 또는 위 기능 중 임의의 것을 포함하는 하이브리드 장치 같은 소형 폼 팩터(small-form factor)의 휴대용(또는 모바일) 전자 장치의 일부로서 구현될 수 있다. 컴퓨팅 장치(900)는 또한 랩톱 컴퓨터 및 랩톱이 아닌 컴퓨터 구성을 포함하는 개인용 컴퓨터로서 구현될 수 있다.
도 7은 본 개시에 따라 배열된 예시적인 컴퓨터 프로그램 제품(501)의 블록도를 도시한다. 일부 예시에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 프로그램 제품(501)은 컴퓨터 실행가능 명령어(505)를 또한 포함할 수 있는 신호 베어링 매체(signal bearing medium)(503)를 포함한다. 컴퓨터 실행가능 명령어(505)는 여기에서 기술된 임의의 기법에 따라 PCM 합성물을 형성하기 위한 명령어를 제공하도록 배열될 수 있다. 일부 예시에서, 컴퓨터 실행가능 명령어는 나노와이어-용매 분산을 형성하기 위해 나노와이어 물질을 무극성 용매에 분산시키는 것, 나노와이어-용매-PCM 분산을 형성하기 위해 나노와이어-용매 분산에 PCM을 첨가하는 것, 나노와이어-용매-PCM 분산을 가열하는 것, 및 용매를 제거하는 것에 관련된 명령어를 포함할 수 있다. 더 일반적으로, 컴퓨터 실행가능 명령어는 가열, 온도 설정 지점, 냉각 속도, 혼합 속도, 혼합 시간, 압력 또는 일부 다른 처리 매개변수와 관련될 수 있다.
일부 예시에서, 또한 도 7에 도시된 컴퓨터 제품(500)은 컴퓨터 판독가능 매체(506), 기록가능 매체(508) 및 통신 매체(510) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 요소 주위에 점선으로 된 박스는 신호 베어링 매체(502) 내에 포함될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아닌 상이한 유형의 매체를 도시할 수 있다. 이러한 유형의 매체는 컴퓨터 실행가능 명령어가 프로세서, 로직 및/또는 이러한 명령어를 실행하기 위한 다른 설비를 포함하는 컴퓨터 장치에 의해 실행되도록 기여할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체(506) 및 기록가능 매체(508)은 플렉서블 디스크(flexible disk), HDD(Hard Disk Drive), CD(compact Disk), DVD(Digital Video Disk), 디지털 데이프, 컴퓨터 메모리 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 통신 매체(510)는 디지털 및/또는 아날로그 통신 매체(예를 들어, 섬유 광학 케이블, 웨이브가이드, 유선 통신 링크, 무선 통신 링크 등)를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 개시는 다양한 태양의 예시로서 의도된 본 출원에 기술된 특정 예시들에 제한되지 않을 것이다. 당업자에게 명백할 바와 같이, 많은 수정과 변형이 그 사상과 범위를 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다. 여기에 열거된 것들에 더하여, 본 개시의 범위 안에서 기능적으로 균등한 방법과 장치가 위의 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이다. 그러한 수정과 변형은 첨부된 청구항의 범위에 들어가도록 의도된 것이다. 본 개시는 첨부된 청구항의 용어에 의해서만, 그러한 청구항에 부여된 균등물의 전 범위와 함께, 제한될 것이다. 본 개시가 물론 다양할 수 있는 특정 방법, 시약, 합성 구성 또는 생물학적 시스템에 제한되지 않는 것으로 이해될 것이다. 또한, 여기에서 사용된 용어는 단지 특정 예시들을 기술하기 위한 목적이고, 제한하는 것으로 의도되지 않음이 이해될 것이다. 이들은 단지 예시를 위함이고 제한하는 것으로 의도된 것이 아니다.
본 개시는 일반적으로 PCM 합성물을 형성하기 위한 방법 및 시스템 및 그렇게 생성된 PCM 합성물에 일반적으로 관련된다. 일 예시에서, PCM 합성물을 형성하기 위한 제1 방법이 기술된다. 그 방법은 나노와이어-용매 분산을 형성하기 위해 무극성 용매에 나노와이어 물질을 분산시키는 단계, 나노와이어-용매-PCM 분산을 형성하기 위해 나노와이어-용매 분산에 PCM을 첨가하는 단계 및 용매를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 예시에서, PCM 합성물을 형성하기 위한 다른 방법이 기술된다. 그 방법은 PCM과의 융화성을 향상시키기 위해 나노와이어 물질을 처리하는 단계, PCM과 나노와이어 물질을 결합하는 단계, 및 결합된 나노와이어 물질과 PCM을 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 예시에서, 상 변화 물질 합성물이 기술된다. 상 변화 물질 합성물은 상 변화 물질, 및 상 변화 물질에서 분산된 공유적 또는 계면 활성제 변형된 나노와이어의 네트워크를 포함할 수 있고, 여기에서 나노와이어는 약 10nm와 50nm 사이의 지름 및 약 500 마이크론까지의 길이를 가지고, 여기에서 상 변화 물질 합성물은 1 GPa 보다 큰 모듈러스(modulus)를 가진다
추가적인 예시에서, 상 변화 물질 합성물을 위한 컴퓨터 실행 가능 명령어가 저장된 컴퓨터 접근가능 매체가 기술된다. 이러한 예시에서, 컴퓨터 실행가능 명령어는 나노와이어-용매 분산을 형성하기 위해 무극성 용매에 나노와이어 물질을 분산시키는 것, 나노와이어-용매-PCM 분산을 형성하기 위해 나노와이어-용매 분산에 PCM을 첨가하는 것, 나노와이어-용매-PCM 분산을 가열하는 것 및 용매를 제거하는 것을 포함하는 형성을 위한 명령어를 포함할 수 있다.
시스템 양상들의 하드웨어와 소프트웨어 구현 사이에는 구별이 거의 없다. 하드웨어 또는 소프트웨어의 사용은 일반적으로 (그러나 어떤 문맥에서 하드웨어 및 소프트웨어 사이의 선택이 중요할 수 있다는 점에서 항상 그런 것은 아니지만) 비용 대비 효율의 트레이드오프(tradeoff)를 나타내는 설계상 선택(design choice)이다. 여기에서 기술된 프로세스 및/또는 시스템 및/또는 다른 기술들이 영향 받을 수 있는 다양한 수단(vehicles)(예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어)이 있으며, 선호되는 수단은 프로세스 및/또는 시스템 및/또는 다른 기술이 사용되는 문맥(context)에 따라 변경될 것이다. 예를 들어, 만약 구현자가 속도 및 정확도를 선택하면, 구현자는 주로 하드웨어 및/또는 펌웨어(firmware) 수단을 선택할 수 있다. 만약 적응성을 선택한다면, 구현자는 주로 소프트웨어 구현을 선택할 수 있다. 또는, 또 다른 대안으로, 구현자는 하드웨어, 소프트웨어, 및/또는 펌웨어 중 일부 조합을 선택할 수 있다.
전술한 상세한 설명은 블록도, 흐름도, 및/또는 예를 통해 장치 및/또는 프로세스의 다양한 실시예를 설명하였다. 그러한 블록도, 흐름도, 및/또는 예시가 하나 이상의 기능 및/또는 동작을 포함하는 한, 당업자라면 그러한 블록도, 흐름도, 또는 예시 내의 각각의 기능 및/또는 동작은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 실질적으로 그들 임의의 조합의 넓은 범위에 의해 개별적으로 및/또는 집합적으로 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일 실시예에서, 여기에서 기술된 대상의 몇몇 부분은 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array), DSP(Digital Signal Processor) 또는 다른 집적의 형태를 통해 구현될 수 있다. 그러나, 당업자라면, 여기에서 기술된 실시예의 일부 양상이, 하나 이상의 컴퓨터 상에 실행되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램(예를 들어, 하나 이상의 컴퓨터 시스템 상에 실행되는 하나 이상의 프로그램), 하나 이상의 프로세서 상에서 실행되는 하나 이상의 프로그램(예를 들어, 하나 이상의 마이크로프로세서 상에서 실행되는 하나 이상의 프로그램), 펌웨어 또는 실질적으로 그들의 조합으로서, 전체적으로 또는 부분적으로 균등하게 집적 회로에 구현될 수 있다는 알 수 있으며, 소프트웨어 및/또는 펌웨어를 위한 코드의 작성 및/또는 회로의 설계는 본 개시에 비추어 당업자에게 자명할 것이다. 또한, 당업자라면, 여기에서 기술된 대상의 수단(mechanism)들이 다양한 형태의 프로그램 제품으로 분포될 수 있음을 이해할 것이며, 여기에서 기술된 대상의 실시예는, 분배를 실제로 수행하는데 사용되는 신호 베어링 매체(signal bearing medium)의 특정 유형과 무관하게 적용됨을 이해할 것이다. 신호 베어링 매체의 예시는, 플로피 디스크, 하드 디스크 드라이브, CD(Compact Disc), DVD(Digital Vedio Disk), 디지털 테이프, 컴퓨터 메모리 등과 같은 판독가능 유형의 매체 및 디지털 및/또는 아날로그 통신 매체(예를 들어, 섬유 광학 케이블, 웨이브가이드, 유선 통신 링크, 무선 통신 링크 등)와 같은 전송 유형 매체를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
당업자라면, 여기서 설명된 형식으로 장치 및/또는 프로세스를 기술하고, 이후, 공학 실무를 사용하여 그러한 기술된 장치 및/또는 방법을 데이터 처리 시스템에 통합한다는 것은 당해 분야에서는 일반적이란 것을 인식할 것이다. 즉, 여기서 기술된 장치 및/또는 방법의 적어도 일부는 합당한 실험 량을 통해 데이터 처리 시스템에 통합될 수 있다. 당업자라면, 전형적인 데이터 처리 시스템은 일반적으로 하나 이상의 시스템 유닛 하우징, 비디오 디스플레이 장치, 휘발성 및 비휘발성 메모리 같은 메모리, 마이크로프로세서 및 디지털 신호 프로세서와 같은 프로세서, 운영 체제, 드라이버, 그래픽 사용자 인터페이스 및 애플리케이션 프로그램과 같은 컴퓨터 엔티티(computational entities), 터치 패드 또는 스크린 같은 하나 이상의 상호작용 장치, 및/또는 피드백 루프 및 제어 모터(예를 들면, 위치 및/또는 속도를 감지하기 위한 피드백; 컴포넌트 및/또는 양(quantities)을 이동하고 및/또는 조정하기 위한 제어 모터)를 포함하는 제어 시스템을 일반적으로 포함한다는 것을 인식할 것이다. 전형적인 데이터 처리 시스템은 데이터 컴퓨팅/통신 및/또는 네트워크 컴퓨팅/통신 시스템에서 전형적으로 발견되는 바와 같은 임의의 적절한 상업적으로 이용 가능한 컴포넌트를 이용하여 구현될 수 있다.
여기서 개시된 청구 대상은 때때로 상이한 다른 컴포넌트 또는 구성요소 내에 포함되거나 접속된 상이한 컴포넌트 또는 구성요소를 도시한다. 도시된 그러한 아키텍처는 단순히 예시적인 것이고, 사실상 동일한 기능을 달성하는 다른 많은 아키텍처가 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 개념적으로, 동일한 기능을 달성하기 위한 컴포넌트의 임의의 배치는 원하는 기능이 달성되도록 유효하게 "연관"된다. 이에 따라, 특정 기능을 달성하기 위해 여기서 결합된 임의의 두 개의 컴포넌트는, 아키텍처 또는 중간 컴포넌트와는 무관하게, 원하는 기능이 달성되도록 서로 "연관"된 것으로 볼 수 있다. 마찬가지로, 연관된 임의의 두 개의 컴포넌트는 또한 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "동작적으로 접속"되거나 또는 "동작적으로 연결"되는 것으로 간주될 수 있고, 그와 같이 연관될 수 있는 임의의 두 개의 컴포넌트는 또한 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "동작적으로 연결가능"한 것으로 볼 수 있다. 동작적으로 연결가능하다는 것의 특정예는 물리적으로 양립가능(mateable )하고 및/또는 물리적으로 인터액팅하는 컴포넌트 및/또는 무선으로 인터액팅이 가능하고 및/또는 무선으로 인터액팅하는 컴포넌트 및/또는 논리적으로 인터액팅하고 및/또는 논리적으로 인터액팅이 가능한 컴포넌트를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
여기에서 실질적으로 임의의 복수 및/또는 단수의 용어의 사용에 대하여, 당업자는 맥락 및/또는 응용에 적절하도록, 복수를 단수로 및/또는 단수를 복수로 해석할 수 있다. 다양한 단수/복수의 치환은 명확성을 위해 여기에서 명시적으로 기재될 수 있다.
당업자라면, 일반적으로 본 개시에 사용되며 특히 첨부된 청구범위(예를 들어, 첨부된 청구범위)에 사용된 용어들이 일반적으로 "개방적(open)" 용어(예를 들어, 용어 "포함하는"은 "포함하지만 이에 제한되지 않는"으로, 용어 "갖는"는 "적어도 갖는"으로, 용어 "포함하다"는 "포함하지만 이에 한정되지 않는" 등으로 해석되어야 함)로 의도되었음을 이해할 것이다. 또한, 당업자라면, 도입된 청구항의 기재사항의 특정 수가 의도된 경우, 그러한 의도가 청구항에 명시적으로 기재될 것이며, 그러한 기재사항이 없는 경우, 그러한 의도가 없음을 또한 이해할 것이다. 예를 들어, 이해를 돕기 위해, 이하의 첨부 청구범위는 "적어도 하나" 및 "하나 이상" 등의 도입 구절의 사용을 포함하여 청구항 기재사항을 도입할 수 있다. 그러나, 그러한 구절의 사용이, 부정관사 "하나"("a" 또는 "an")에 의한 청구항 기재사항의 도입이, 그러한 하나의 기재사항을 포함하는 실시예들로, 그러한 도입된 청구항 기재사항을 포함하는 특정 청구항을 제한함을 암시하는 것으로 해석되어서는 안되며, 동일한 청구항이 도입 구절인 "하나 이상" 또는 "적어도 하나" 및 "하나"("a" 또는 "an")과 같은 부정관사(예를 들어, "하나"는 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 함)를 포함하는 경우에도 마찬가지로 해석되어야 한다. 이는 청구항 기재사항을 도입하기 위해 사용된 정관사의 경우에도 적용된다. 또한, 도입된 청구항 기재사항의 특정 수가 명시적으로 기재되는 경우에도, 당업자라면 그러한 기재가 적어도 기재된 수(예를 들어, 다른 수식어가 없는 "두개의 기재사항"을 단순히 기재한 것은, 적어도 두 개의 기재사항 또는 두 개 이상의 기재사항을 의미함)를 의미하도록 해석되어야 함을 이해할 것이다. 또한, "A, B 및 C,등 중의 적어도 하나"와 유사한 규칙이 사용된 경우에는, 일반적으로 그러한 해석은 당업자가 그 규칙을 이해할 것이라는 전제가 의도된 것이다(예를 들어, "A, B 및 C 중의 적어도 하나를 갖는 시스템"은, A만을 갖거나, B만을 갖거나, C만을 갖거나, A 및 B를 함께 갖거나, A 및 C를 함께 갖거나, B 및 C를 함께 갖거나, A, B, 및 C를 함께 갖는 시스템을 포함하지만 이에 제한되지 않음). "A, B 또는 C 중의 적어도 하나"와 유사한 규칙이 사용된 경우에는, 일반적으로 그러한 해석은 당업자가 그 규칙을 이해할 것이라는 전제가 의도된 것이다(예를 들어, "A, B 또는 C 중의 적어도 하나를 갖는 시스템"은, A만을 갖거나, B만을 갖거나, C만을 갖거나, A 및 B를 함께 갖거나, A 및 C를 함께 갖거나, B 및 C를 함께 갖거나, A, B, 및 C를 함께 갖는 시스템을 포함하지만 이에 제한되지 않음). 또한 당업자라면, 실질적으로 어떠한 이접 접속어(disjunctive word) 및/또는 두 개 이상의 대안적인 용어들을 나타내는 구절은, 그것이 상세한 설명, 청구범위 또는 도면에 있는지와 상관없이, 그 용어들 중의 하나, 그 용어들 중의 어느 하나, 또는 그 용어들 두 개 모두를 포함하는 가능성을 고려했음을 이해할 것이다. 예를 들어, "A 또는 B"라는 구절은 "A" 또는 "B" 또는 "A 및 B"의 가능성을 포함하는 것으로 이해될 것이다.
추가적으로, 개시의 특징 또는 양태가 마쿠시(Markush) 그룹으로 기술되는 경우, 개시는 마쿠시 그룹의 임의의 개별 요소 또는 요소들의 하위 그룹 역시 포함하고 있다는 것을 당업자는 인식해야 할 것이다.
더 나아가서, 임의의 그리고 모든 목적에서든, 기술 내용을 제공하는 것 등에 있어서, 여기에 개시되어 있는 모든 범위는 임의의 그리고 모든 가능한 하위범위와 그러한 하위범위의 조합을 포함함이 당업자에게 이해되어야 한다. 임의의 열거된 범위는 적어도 1/2, 1/3, 1/4, 1/5, 1/10 등으로 나누어지는 동일한 범위를 충분히 설명하고 실시가능하게 하는 것으로서 쉽게 인식될 수 있다. 제한하지 않는 예시로서, 여기서 논의되는 각각의 범위는 하위 1/3, 중앙 1/3, 상위 1/3 등으로 나누어질 수 있다. 또한, "까지", "적어도", "보다 많은", "보다 적은" 등과 같은 언어는 기재된 수를 포함하며, 전술한 하위범위로 후속적으로 나누어질 수 있는 범위를 지칭함이 당업자에게 이해되어야 한다. 마지막으로, 범위는 각각의 개별 요소를 포함함이 이해되어야 한다. 따라서, 예를 들어, 1-3개의 셀을 갖는 그룹은 1, 2 또는 3개의 셀을 갖는 그룹들을 의미한다. 유사하게, 1-5개의 셀을 갖는 그룹은 1, 2, 3, 4 또는 5개의 셀을 갖는 그룹을 의미한다.
다양한 양상 및 실시예들이 본 개시에서 기술되었지만, 다른 양상 및 실시예들이 당업자에게 명확할 것이다. 본 개시에 기재된 다양한 양상 및 실시예는 예시의 목적으로 제시된 것이고, 제한하려고 의도된 것이 아니며, 진정한 범위와 사상은 나타낸다.

Claims (23)

  1. 상 변화 물질(Phase Change Material: PCM)의 합성물을 형성하기 위한 방법으로서,
    상기 PCM과의 융화성(compatibility)을 향상시키기 위해 나노와이어(nanowire) 물질을 처리하는 단계;
    혼합물(admixture)을 형성하기 위해 PCM 과 상기 나노와이어 물질을 결합하는 단계; 및
    PCM-합성물을 형성하기 위해 상기 혼합물을 혼합하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    나노와이어-용매 분산을 형성하기 위해 무극성 용매에 상기 나노와이어 물질을 분산시키는 단계를 더 포함하며,
    상기 PCM과 상기 나노와이어 물질을 결합하는 단계는 상기 혼합물을 형성하기 위해 상기 나노와이어-용매 분산에 PCM 을 첨가하는 단계를 포함하고, 상기 혼합물은 나노와이어-용매-PCM 분산을 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 나노와이어-용매-PCM 분산을 가열하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 혼합물의 형성 후 상기 나노와이어-용매 분산 으로부터 용매를 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 나노와이어-용매-PCM 분산을 상기 PCM의 용융 온도보다 높은 온도로 가열하는 단계를 더 포함하는 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 무극성 용매는 헥산(hexane)인, 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 나노와이어 물질을 처리하는 단계는, 상기 나노와이어 물질의 직접적인 공유적(covalent) 변형을 포함하는, 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 나노와이어 물질을 처리하는 단계는, 상기 나노와이어 물질에 계면 활성제(surfactant)를 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 계면 활성제는 트리메톡속틸실레인(trimethoxoctylsilane) 또는 옥틸포스포닉 산(octylphosponic acid) 중 어느 하나인, 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    적절한 형상으로 상기 PCM 합성물을 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 혼합하는 단계는 상기 나노와이어 물질을 캡슐화(encapsulate)하기 위하여 용융 상태에서 상기 왁스를 통해 상기 나노와이어 물질을 풀링(pulling)하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    PCM-용매 분산을 형성하기 위해 용매에서 상기 PCM을 용해시키는 단계를 더 포함하며,
    상기 PCM과 상기 나노와이어 물질을 결합하는 단계는 상기 혼합물을 형성하기 위해 상기 PCM-용매 분산에 상기 나노와이어 물질을 첨가하는 단계를 포함하고, 상기 혼합물은 나노와이어-용매-PCM 분산을 포함하는, 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 PCM과 상기 나노와이어 물질을 결합하는 단계는 혼합물 을 형성하기 위해 상기 나노와이어 물질 및 상기 PCM을 용매에 실질적으로 동시에 첨가하는 단계를 포함하고,
    상기 혼합물은 나노와이어-용매-PCM 분산을 포함하는, 단계.
  14. 상 변화 물질 합성물로서,
    상 변화 물질(PCM);
    상기 상 변화 물질(PCM)에서 분산된 공유적(covalent) 또는 계면 활성제 변형된(surfactant modified) 나노와이어의 네트워크
    를 포함하고,
    상기 나노와이어는 약 10 nm와 50 nm 사이의 지름과 약 500 마이크론까지의 길이를 가지고,
    상기 상 변화 물질 합성물은 1 GPa 보다 큰 모듈러스(modulus)를 가지는, 상 변화 물질 합성물.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 나노와이어는 트리메톡속틸실레인 또는 옥틸포스포닉 산 중 어느 하나로 변형되는, 상 변화 물질 합성물 .
  16. 제15항에 있어서,
    상기 나노와이어 물질은 질화 알루미늄(aluminum nitride)인, 상 변화 물질 합성물 .
  17. 제15항에 있어서,
    상기 상 변화 물질은 라우르 산(Lauric acid)인, 상 변화 물질 합성물 .
  18. 상 변화 물질(PCM) 합성물을 형성하기 위한 시스템으로서,
    용매, 나노와이어 물질 및 PCM을 수신하도록 구성되는 탱크(tank);
    상기 탱크과 연관되고, 상기 용매를 제거하기 위한 적절한 온도로 상기 탱크를 선택적으로 가열하도록 구성되는 가열 요소(heating element);
    잔여 PCM 합성물을 적절한 형상 및/또는 크기로 형성하도록 구성되는 형성 요소(forming element); 및
    상기 가열 요소 및/또는 상기 형성 요소 중 하나 이상에 결합되고, 상기 PCM을 형성하기 위한 상기 시스템과 연관된 처리 매개변수(process parameter)를 제어하도록 구성되는 제어기(controller)
    를 포함하는 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 탱크 내의 상기 용매, 나노와이어 물질 및 PCM은 함께 상기 탱크의 컨텐츠 (contents)를 구성하고,
    상기 시스템은 상기 가열 요소 또는 상기 탱크의 컨텐츠 중 하나 이상의 작동 온도를 모니터링하도록 구성되는 온도 탐침(temperature probe)을 더 포함하는, 시스템.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 탱크와 연관되고, 상기 탱크로부터 상기 용매를 제거 하기 위해 구성되는 제거 요소(removal element)를 더 포함하는 시스템.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 탱크와 연관되고, 상기 탱크를 선택적으로 가압하도록 구성되는 압력 챔버(pressure chamber)를 더 포함하는 시스템.
  22. 컴퓨터 실행가능 명령어를 저장하는 컴퓨터 액세스 가능 매체로서, 상기 컴퓨터 실행가능 명령어는 컴퓨팅 장치에 의해 실행되는 경우 상 변화 물질(PCM) 합성물을 형성하기 위한 방법을 수행하도록 컴퓨팅 장치를 구성하고, 상기 방법은,
    나노와이어-용매 분산을 형성하기 위해 무극성 용매에 나노와이어 물질을 분산시키는 단계;
    나노와이어-용매-PCM 분산을 형성하기 위해 상기 나노와이어-용매 분산에 PCM을 첨가하는 단계; 및
    상기 나노와이어-용매-PCM 분산에서 상기 PCM과 나노와이어 물질의 혼합물에 의해 그로부터 제조된 PCM 합성물을 형성하는 단계
    를 포함하는, 컴퓨터 액세스 가능 매체.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 나노와이어-용매-PCM 분산을 가열하는 단계 및 그 결과로서 생기는 PCM 합성물을 남기기 위해 상기 용매를 제거하는 단계를 더 포함하는, 컴퓨터 액세스 가능 매체.
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