초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
최근 환경적 유해인자에 대한 감지기술의 개발을 목적으로 다양한 센서재료를 이용하여 검출하고자 하는 연구개발이 주요한 연구테마로 주목받고 있으며, 휘발성 대기오염 유기화합물, pH자극물질, 전이중금속 및 생태계유해 음이온 등의 검출에 대한 연구 필요성이 부각되고 있음. 따라서 본 연구에서는 자극 모니터링용 기능성변색색소재료의 개발을 위한 분자구조설계 및 원천 합성기술 개발하여 단일종의 변색색소재료 플랫폼을 구축하여 여러 유해인자에 대한 multi-functional sensing 특성을 구현하는 원천재료

□ 연구의 목적 및 내용
최근 환경적 유해인자에 대한 감지기술의 개발을 목적으로 다양한 센서재료를 이용하여 검출하고자 하는 연구개발이 주요한 연구테마로 주목받고 있으며, 휘발성 대기오염 유기화합물, pH자극물질, 전이중금속 및 생태계유해 음이온 등의 검출에 대한 연구 필요성이 부각되고 있음. 따라서 본 연구에서는 자극 모니터링용 기능성변색색소재료의 개발을 위한 분자구조설계 및 원천 합성기술 개발하여 단일종의 변색색소재료 플랫폼을 구축하여 여러 유해인자에 대한 multi-functional sensing 특성을 구현하는 원천재료 물질의 개발을 목표로 함.

□ 연구결과
● N, S가 함유된 Carbon Dots를 개발하여 환경오염의 원인이 되는 수은 검출에 응용했다. 이 내용은 Analytica Chimica Acta 890 (2015) 134에 보고 되었다.
● Naphthazarin을 이용한 중금속 이온의 센싱에 관해 결과를 도출 했으며 이 결과는 국제논문과 특허출원을 한 상태이다.
● 황원자를 함유한 아미노산 검출용 전하이동형 색소에 관해 연구했으며 이 결과는 논문, 특허출원 되었다.
●환경오염 물질을 검출할수 있는 플렛폼형 색소를 다수 합성하여 이들의 특성을 검토했으며 결과들은 논문, 특허에 보고했다.

□ 연구결과의 활용계획
● 자극 감응형 변색색소재료는 Green 환경 구현을 위한 자동차, 건축, 의료 분야뿐 아니라 환경오염 관리, 바이오 테러 분석 등 폭넓게 활용이 가능하며, 정보전달, 표시 등 플랫폼구현으로 다양한 용도의 적용이 가능함.
● 기능성색소재료의 설계 및 합성에 관한 논문 및 특허를 바탕으로 원천기술을 확보하고, 이를 이용한 고감도, 고선택성의 감지소자 플랫폼을 구축하여 진단/감응형 특성 제어 소재에 대한 핵심기술을 확보함으로써 연구 경쟁력을 확보하고, 급증하고 있는 IT, BT, ET 첨단 사업들의 융복합 및 활성화에 기여함.
(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract ▼

□ Purpose & contents
Recently, VOCs(Volatile Organic Compounds), pH, heavy metals, and anions are designated as an environmental hazards and studied by many researchers to detect efficiently. In this study, molecular modelling using PPP-MO and DMol3 will be conducted to calculate the best dye str

□ Purpose & contents
Recently, VOCs(Volatile Organic Compounds), pH, heavy metals, and anions are designated as an environmental hazards and studied by many researchers to detect efficiently. In this study, molecular modelling using PPP-MO and DMol3 will be conducted to calculate the best dye structures for environmental monitoring and the designed colorants will be synthesized to evaluate their multi-functional sensing properties. Also, nano fibers using electrospinning will be utilized as dye embedding materials for various sensor type.

□ Result
● N-, S- enveloped carbon dots (NSCDs) were synthesized by using citric acid and rubeanic acid as carbon, nitrogen and sulfur sources via a facile one-step microwave method. The as-synthesized NSCDs have an average size of 2±1 nm and exhibit excitation wavelength-dependent fluorescence. The quantum yield of NSCDs was calculated as 17.6%. A versatile chemosensor based on as-obtained NSCDs was fabricated and used as capable nose for the multi-sensing of mercury(II), cyanide and hydrosulfide ions based on either “on-off-on” fluorescing or color changing behavior in aqueous condition.
● The new D-π-A dyes were synthesized by the condensation reaction between active methyl and aromatic aldehyde and its biothiol sensing properties in DMSO/water were investigated by UV-vis spectroscopy. Upon addition of Hg2+, the solution of D-π-A dyes showed color change and the absorption band shows a formation of a dye-Hg2+ coordination complex. These dyes exhibited high selectivity for Hg2+ as compared with other cations.

□ Expected Contribution
By studying mechanism of VOC, pH, anion, and heavy metal detecting dyes, molecular modeling of colorants will be performed and structural factors which effect sensitivity can be methodically studied. Especially, in this research, multi-functional platform-type color changing chemosensors are expected as environmental monitoring system. This system can be applied in the automobile, constructions, and medical areas as well as in the field of environmental monitoring and bio analysis. Also, the original technology can be obtained by performing molecular modelling and synthesis of colorants.
(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 8
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 26
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 30
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 31
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 31
• 8. 참고문헌 ... 32
• 9. 연구성과 ... 33
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 39
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 39
• 12. 기타사항 ... 42
• 별첨1 대 표 연 구 실 적 ... 43
• 별첨2 세부 목표 관련 증빙 ... 51
• 끝페이지 ... 59