초록 ▼

본 연구에서는 경제적인 자기조립 기술에 의해 다공질 세라믹 분말을 합성하는 공정을 개발하였으며, 회전 실린더 시스템을 활용한 에멀젼 액적의 연속 발생 장치
또는 실험용 분무 건조 장비를 활용하여 자기조립의 제한 공간인 미세 액적을 형성하는 기술을 구축하였다. 이를 통해 제조된 미세 액적에 포함된 전구체 및 주형 물질을 자기조립시켜 다공질 실리카 등 세라믹 다공체를 합성하였으며, 기존의 발포수지 계열의 단열재에 비하여 내열성이 우수한 단열 소재를 제조할 수 있었다. 본 연구에서 제조된 다공질 소재의 열전도도는 50 mW/mK 이

본 연구에서는 경제적인 자기조립 기술에 의해 다공질 세라믹 분말을 합성하는 공정을 개발하였으며, 회전 실린더 시스템을 활용한 에멀젼 액적의 연속 발생 장치
또는 실험용 분무 건조 장비를 활용하여 자기조립의 제한 공간인 미세 액적을 형성하는 기술을 구축하였다. 이를 통해 제조된 미세 액적에 포함된 전구체 및 주형 물질을 자기조립시켜 다공질 실리카 등 세라믹 다공체를 합성하였으며, 기존의 발포수지 계열의 단열재에 비하여 내열성이 우수한 단열 소재를 제조할 수 있었다. 본 연구에서 제조된 다공질 소재의 열전도도는 50 mW/mK 이하의 값을 만족하는 것으로 측정되었으며, 에어로겔과 동등한 수준이었다. 한편, 본 연구를 통해 제조된
다공질 분말이 도포된 후막에 표면 처리를 가하여 물의 접촉각이 150 도를 넘는 초발수 처리가 가능하였다. 이는 주변 수분의 침투에 의한 단열 소재의 열전도도 증가를 방지하기 위함이다. 본 연구에서 제조된 다공질 분말은 바인더를 활용하여 복잡한 형상으로 성형이 가능하였으며, 향후 에너지 절감형 건축물에 단열재로 활용될 경우 그 응용 가치가 커지리라 예상된다. 한편, 본 연구를 통해 제조된 다공질
세라믹 분말의 재질은 실리카 및 타이타니아 등으로 구현되었으며, 그 형상은 중공
입자로도 제어가 가능하였다.

Abstract ▼

Ⅱ. The Outline of the Research Project
- The purpose of research: The final purpose of this project is 'the development of
fabrication technique of porous particles by self-assembly for the application of thermal
insulator with high temperature resistance'.
- The necessity of the researc

Ⅱ. The Outline of the Research Project
- The purpose of research: The final purpose of this project is 'the development of
fabrication technique of porous particles by self-assembly for the application of thermal
insulator with high temperature resistance'.
- The necessity of the research project
Though porous ceramic materials such as silica particles have high temperature
resistance compared to conventional thermal insulators such as polystyrene foams, the
researches for the application of such inorganic porous materials to insulator have been
rarely performed in Korea.
- The Scope of the research
The scope of the research is the development of porous particles from water-in-oil
emulsions by self-organization route for the fabrication of porous film as thermal
insulator. The thermal conductivity of the porous materials has been also measured, and
the hydrophobicity the porous film was also enhanced by chemical routes for
water-repelling purpose. The fabrication routes for the porous particles has been also
developed using laboratory-scale spray dryer as continuous process. The porous particles
could be collected as usuable objects using binders.
Ⅲ. The Results of the Research Project
The fabrication routes have been developed for the synthesis of porous ceramic particles
with high porosity from complex fluid system using emulsion or aerosol droplets as
confining geometries. For the formation of the tiny droplets, continuous processes have
been developed using rotating cylinder system or spray drying apparatus considering the
future researches on industrialization. The fabrication technique for porous film using the
porous particles as coating materials has been also developed for thermal insulators with
superhydrophobic property.
Ⅳ. The Research Outcomes
The research outcomes obtained from this project are 7 articles in SCI journals, 4
articles in SCIE journals, 2 patent applications, 1 patent registration, 4 domestic
conference, and 3 international conference.
Since the stage of this research project corresponds to TRL 3 or TRL 4, there are no
application results in the field yet. However, the porous particles fabriated by economic
self-assembly process may replace the conventional inorganic materials such as aerogels
as well as the organic thermal insulators such as foamed resins. In a long term point of
view, the research results in this project can be applied to industrial field in domestic
and foreign markets such as South Asia.
Ⅴ. The Effects of the Research Results
In this research, the thermal conductivity of the porous particles has been measured as
the values less than 50 mW/mK, implying that the purpose for the research has been
fulfilled successfully. Porous ceramic particles such as silica or tiania could be prepared
with unique morphologies having a number of pores, implying that high porosity can be
expected. The coating film composed of the porous silica particles could be chemically
modified for superhydrophobic property with contact angle larger than 150 °.
The research results such as the economic synthesis of porous particles for the
application of thermal insulator can be also applied as sound absorbers, which were
mainly accomplished by the conventional materials such as aerogels. Since the target
market of the porous particles in this research is similar with that of aerogels, it is
expected that the additional economic incomes can be ensured after the industrialiazation
of the self-assembly process.
Ⅵ. The Utilization Plan of the Research Outcomes
The industrialization of the synthesis of porous particles can be accomplished using the
continuous processes such as spray drying technique for economic self-assembly routes.
The scale-up of the synthesis conditions will be possible for the production of the
porous thermal insulators with sufficient quantity. The porous powders can be supplied
as raw materials or coating films to related companies. The superhydrohobic film with
extremely low thermal conductivity can ben applied for special purposes such as
spacecrafts.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 8
• Appendix ... 9
• 목차 ... 10
• 제1장 연구개발과제 개요 ... 12
• 제1절 연구개발의 목적 및 필요성 ... 12
• 제2절 연구개발의 정의, 범위, 특징 ... 19
• 제3절 관련분야의 국내외 기술개발 현황 ... 20
• 제4절 연구개발결과가 관련분야에서 차지하는 위치 ... 23
• 1. 연구개발결과의 우수성 ... 23
• 2. 연구 개발결과의 차별성 ... 24
• 제2장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 25
• 제1절 연구수행 전략 및 방법론 ... 25
• 제2절 연구수행과정 및 내용 ... 26
• 제3절 연구수행결과 및 결과의 검증 방법 ... 29
• 제3장 최종 연구성과 및 적용실적 ... 81
• 제1절 개별 연구 성과 ... 81
• 1. 개별연구 성과 설명 ... 81
• 2. 핵심요소기술별 성과물 ... 82
• 제2절 주요 연구성과 ... 83
• 1. 학술적 성과 ... 83
• 2. 기술적 성과 ... 83
• 제2절 기술 실시 및 적용 사례 ... 84
• 제3절 기술개발 성과의 국내외 시장 전망 ... 84
• 제4장 연구목표 달성 및 효과 ... 85
• 제1절 연구개발 최종목표 달성도 ... 85
• 제2절 연구개발 성과의 기술적 효과분석 ... 86
• 제3절 연구개발 성과의 경제적 효과분석 ... 87
• 1. 시장창출 효과 분석 ... 87
• 2. 고용창출 효과 분석 ... 88
• 제4절 연구개발 성과의 정책적 효과분석 ... 89
• 제5장 연구성과의 활용 및 추가연구 필요성 ... 90
• 제1절 연구성과 향후 활용방안 ... 90
• 1. 기술실시계획 ... 90
• 2. 판매계획 ... 90
• 3. 사업화 추진방안 ... 90
• 4. 신기술 신청 ... 91
• 5. 정책반영 계획 ... 91
• 6. 타연구와의 연계 ... 92
• 제2절 추가연구의 필요성 등 ... 93
• 참고문헌 ... 94
• 부록 ... 95
• 1. 논문, 특허 등 정량적 성과와 정성적 성과 ... 95
• 2. 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 97
• 3. 기타사항(중요 연구 변경사항 등) ... 98
• 끝페이지 ... 99