초록 ▼

I. 연구개발의 핵심
○ 유해가스 성분 검출을 위한 무기나노입자 개발
본 연구에서는 밀폐된 지하공간에서의 작업 및 활동이 날로 증가하는 추서에서 주변환경으로부터 인식할 수 없는 유해가스가 발생하여 무기나노입자를 개발하여 빠르고 신속하게 검출할 수 있는 방법을 개발하고자 한다. 특히 표면개질이 가능한 실리카 입자를 이용하여 색상변화를 이용한 유해가스 및 유해화학물질 검출법 및 검출장치를 디자인하고 개발하여 공기 중 기체상태 뿐만 아니라 액체상태 및 혈액 내에서 전처리를 최소화하고 빠른 시간 안에 극미량의 유해가스 성분을 검

I. 연구개발의 핵심
○ 유해가스 성분 검출을 위한 무기나노입자 개발
본 연구에서는 밀폐된 지하공간에서의 작업 및 활동이 날로 증가하는 추서에서 주변환경으로부터 인식할 수 없는 유해가스가 발생하여 무기나노입자를 개발하여 빠르고 신속하게 검출할 수 있는 방법을 개발하고자 한다. 특히 표면개질이 가능한 실리카 입자를 이용하여 색상변화를 이용한 유해가스 및 유해화학물질 검출법 및 검출장치를 디자인하고 개발하여 공기 중 기체상태 뿐만 아니라 액체상태 및 혈액 내에서 전처리를 최소화하고 빠른 시간 안에 극미량의 유해가스 성분을 검출하는 것이 연구 목표이다.
○ 미세흔적 현출 및 개인식별을 위한 무기나노입자 개발
본 연구에서는 접촉한 matrix의 화학적 환경에 따라 미세흔적을 현출할 수 있는 새로운 기능성 나노입자를 디자인하고 합성하여 법과학적 개인 식별을 위해 새롭게 적용하고자 한다. 특히 자외선과 같은 특정한 파장을 발산하는 형광 물질을 사용하여 접촉 matrix의 색상과 구분되는 특정 색상을 발현시키는 것이다. 또한 형광특성 증가, 형광물질의 표면개질을 통한 미세흔적과의 흡착력 증가, 자성나노입자를 이용한 미세흔적의 회손 방지 등이 연구 목표이다.
II. 연구개발의 배경
○ 유해가스 성분 검출을 위한 무기나노입자 개발
밀폐된 지하공간에서의 작업 및 활동이 날로 증가하는 추세에서 주변 환경으로부터 인식할 수 없는 유해가스가 발생하여 무방비 상태에서 사람의 호흡기를 통한 흡입으로 인한 사망사계가 빈번히 발생되고 있다. 신속한 유해가스의 성분 및 농도의 분석은 사고원인 규명 및 사망원인 파악과 더불어 추가적인 희생자 발생 방지를 위해 중요한 요소이다. 현재 공기 중의 기체시료와 폐수 및 슬러지 등의 액체시료 및 혈액시료에서 직접 유해가스 성분분석 및 정량분석이 가능한 장치가 필요한 실정이고, 분석과 더불어 현장의 공기채취 및 포집이 필요한 실정이다. 새로운 무기나노입자를 이용하여 공기 중 기체상태 뿐만 아니라 액체 및 혈액 내에서 전처리를 최소화 하고 빠른 시간 안에 극미량의 유해가스 성분을 검출하는데 새롭게 적용하고자 한다.
○ 미세흔적 현출 및 개인식별을 위한 무기나노입자 개발
기존의 검출시약으로 미세흔적을 현출할 수 없는 사례가 발생하고 있으며 그 결과 미세흔적을 이용한 개인 식별 및 접촉흔을 이용한 정황증거 확보가 불가능한 상황이다. 또한 카드늄, 수은, 납 등과 같은 무기염(inorganic salt)의 독성에 의해 지문 검출의 피해상황도 다수 보고되고 있는 상황이다. 따라서 본 연구에서는 접촉한 matrix의 화학적 환경에 따라 미세흔적을 현출할 수 있는 새로운 기능성 나노입자를 디자인하고 합성하여 법과학적 개인 식별을 위해 새롭게 적용하고자 한다.
III. 과학수사 감정관련 활용계획
○ 유해가스 성분 검출을 위한 무기나노입자 개발
유해가스 및 유해화학물질의 누출 사고 발생 시, 무기나노입자를 이용한 유해가스 검출 장치를 이용하여 사고현장에서 신속하고 정확하게 유해가스 포집과 동시에 정성 및 정량분석으로 감정에 활용하고자 한다.
○ 미세흔적 현출 및 개인식별을 위한 무기나노입자 개발
미세흔적 현출을 위해 사용되어진 기존의 물질들과 비교하고 분석하여 형광특성 및 물리화학적 특성 증대로로 인한 기능성 나노입자를 개발하여 미세흔적 현출 및 검출법을 확립하고자 한다. 또한 현장에서 유류되는 미세흔적들에 새로운 기능성 나노입자를 적용함으로서 법과학적 개인식별 감정에 적용하고자 한다.
IV. 미래 기대효과
○ 유해가스 성분 검출을 위한 무기나노입자 개발
유해가스 및 유해화학물질의 검출법 확립을 통하여 현장에서 신속한 검출에 적용 가능하며 법과학적으로 혈액에서 특정 유해가스 및 유해화학물질 성분 감정에 활용 가능하고 새로운 분석법 및 분석장치를 개발할 수 있으며 특허 출원 등으로 인한 수입에 의존했던 재료물질을 국내기술로 대체할 수 있으며 산업분야에서 공정과정의 유해가스 회수, 재활용 및 검출연구에 활용될 수 있다.
○ 미세흔적 현출 및 개인식별을 위한 무기나노입자 개발
미세흔적 현출시의 접촉 matrix의 표면특성 및 지문의 형성시기 차이에 따른 지문의 극성 차이를 case 별로 분류하고 각 case에 알맞게 조절된 맞춤형 지문 검출 나노입자를 개발하여, 법과학적 개인 식별에 적용할 수 있고 미세흔적 현출법 확립을 통한 기능성 무기화합물의 개발로 수입에 의존했던 미세흔적 재료를 국내기술로 대체할 수 있으며 특허 및 법과학 분야에서 유사연구 및 감정에 활용될 수 있다.

Abstract ▼

○ DETECTING APPARATUS For Colorimetric detection and in-situ determination of toxic gas and chemicals AND A METHOD There of A simply prepared, low cost yet highly sensitive colorimetric sulfide ion, hydrogen sulfide gas and ammonia sensor was developed. The sensor consists of metal cation-modified s

○ DETECTING APPARATUS For Colorimetric detection and in-situ determination of toxic gas and chemicals AND A METHOD There of A simply prepared, low cost yet highly sensitive colorimetric sulfide ion, hydrogen sulfide gas and ammonia sensor was developed. The sensor consists of metal cation-modified sulfonated silica gel sandwiched in between commercial silica gel placed in a glass tube whose color changed upon precipitation reaction or complex formation reaction in the presence of sulfide ion, hydrogen sulfide gas or ammonia gas. The simple preparation method eliminates time-consuming sample preparation and pre-treatment, the need for special reaction condition, expensive and complicated laboratory apparatus. The sensor is not affected by environment condition such as temperature or humidity and offers straightforwardness, fast response time, high sensitivity and portability which can be applied directly on-site or in-situ in real application.
○ Europium (III) Complex-Clay Nanohybrids for Latent Fingerprint Detection Complex of europium(III) with 1, 10-phenanthroline was intercalated into Na⁺-montmorillonite and Na⁺-hectorite clay minerals by ion exchange reaction. The guest lanthanide complex was obtained by simple complex reaction between europium chloride hexahydrate (EuCl₃·6H₂O) and 1,10-phenanthroline (phen) as 1:2 molar ratio of Eu³⁺ ion to ligand molecule. The precursor complex was characterized by powder X-ray diffraction and elemental analysis. After intercalation reaction, nanohybrids display interlayer distances and stoichiometries in agreement with the ion exchange capacity and the interlayer space available in the clays.
The obtained samples were characterized by elemental analysis, thermal analysis (TG-DTA), X-ray powder diffraction measurements, Fourier transform infrared, UV-vis, and fluorescence spectra, and their properties and structure were determined. The intercalated complex exhibits luminescence where both ‘‘antenna’’ effect of the 1, 10-phenanthroline and the intensity maxima (a characteristic red ⁵D₀-⁷F₂ emission) are comparable to the free complex suggesting that these products promising for the latent fingerprint detection.

목차 Contents

• 연구사업 최종보고서 ... 1
• 성과요약문 ... 2
• Summary ... 4
• 목 차 ... 5
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 6
• 제1절 연구개발과제의 목표 ... 6
• 제2절 연구개발과제의 필요성 ... 6
• 제2장 연구개발과제의 국내·외 연구개발 현황 ... 10
• 제1절 국내외 수준 ... 10
• 제2절 국내 연구현황 ... 10
• 제3절 국외 연구현황 ... 11
• 제4절 현기술상태의 취약성 ... 11
• 제5절 연구결과가 국내외 기술개발현황에서 차지하는 위치 ... 12
• 제3장 연구개발과제의 연구수행 내용 및 결과 ... 13
• 제1절 이론적, 실험적 접근방법 ... 13
• 제2절 연구내용 및 결과 ... 14
• 제4장 연구개발과제의 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 28
• 제1절 연도별 연구목표 및 평가착안점 ... 28
• 제2절 연구개발 수행내용 및 목표달성도 ... 29
• 제3절 관련분야의 기술발전에의 기여도 ... 30
• 제5장 연구개발과제 연구개발 결과 활용계획 ... 32
• 제1절 활용성과 ... 32
• 제2절 활용계획 ... 33
• 제6장 참고문헌 ... 35
• 제7장 첨부서류 ... 37