초록 ▼

1. 연차목표
■ - 황화수소(H₂S), 톨루엔(C₆H₅CH₃), 포름알데히드(HCHO), 자일렌(C₆H₄(CH₃)₂) 가스에 고감도/고선택적으로 반응하는 촉매-나노섬유 감지물질 확보
■ - MEMS 플랫폼 기반 최적 작동조건 확보
■ - 스마트폰 연동 VOCs 가스감지모듈개발

2. 개발내용 및 결과
가. 개발내용
1) 나노섬유감지물질개발

1. 연차목표
■ - 황화수소(H₂S), 톨루엔(C₆H₅CH₃), 포름알데히드(HCHO), 자일렌(C₆H₄(CH₃)₂) 가스에 고감도/고선택적으로 반응하는 촉매-나노섬유 감지물질 확보
■ - MEMS 플랫폼 기반 최적 작동조건 확보
■ - 스마트폰 연동 VOCs 가스감지모듈개발

2. 개발내용 및 결과
가. 개발내용
1) 나노섬유감지물질개발
· 새집증후군 및 대기 환경 유해가스인 톨루엔, 황화수소 및 포름알데히드에 대해 고감도/고선택성을 가지는 촉매-나노섬유 감지물질 개발.

· 전기방사법을 이용하여 팔라듐 나노입자 촉매가 다공성의 텅스텐 산화물 나노섬유의 내부와 외부에 균일하게 결착된 톨루엔 검출용 1차원 나노섬유 감지소재 개발. 기본적으로 황화수소에 높은 감도를 나타내는 순수한 텅스텐 산화물과 대비되어 황화수소에 낮은 감도를 나타내고 톨루엔에 고감도 특성을 나타냄.

· 단백질 템플레이트를 이용하여 2 nm 수준의 크기를 가지는 고분산성 나노 촉매 입자합성법 확보. 단백질 템플레이트로 합성된 팔라듐 나노 촉매 입자가 결착된 텅스텐 산화물 나노 섬유를 이용하여 100 ppb 수준의 톨루엔에서 R_air/R_gas = 3.9 수준의 고감도 및 고 선택성을 가지는 가스센서 소재 개발.

· 단백질 템플레이트를 사용한 2 종의 금속 합금 나노입자 합성법을 개발함. 이를 이용해 다양한 2 종 금속 나노입자(PtPd, PtRh등)들을 합성하고, 텅스텐 산화물 나노섬유에 결착시켜 감지소재 라이브러리를 확보.

· 2 종 금속 합금 촉매를 결착시킨 텅스텐 산화물 감지소재를 이용해 포름알데히드에 대한 가스 센서 특성평가를 진행하여 10 ppb 수준에서 포름알데히드 감지가 가능한 Pt3Y 촉매가 결착된 텅스텐 산화물 나노섬유 소재 개발.

· 금속 유기 구조체(MOF)를 이용한 신조성 촉매 합성 및 적용을 통해 100 ppb 수준의 톨루엔에 감도 R_air/R_gas = 4.4의 고감도와 고 선택성을 가지는 가스센서 나노섬유 소재 개발.

· 초소형, 저전력 MEMS센서 플랫폼 개발 및 개발된 고감도 나노섬유 감지소재 도포기술 확보.

2) 스마트폰 연동 VOCs 가스감지모듈개발
· 초저전력 센서구동 회로개발 : 가스센서를 전력낭비 없이 적절한 가장 감도가 높게 나오는 동작온도에 도달하게 하고 나노섬유 감지소재 가스센서의 Output을 A/D Converter로 Digital 화 하여 Data 전송이 가능케 하는 회로개발.

· 스마트폰과 VOCs 가스감지모듈 간 통신기술개발 : OTG를 통하여 스마트폰에서 센서모듈 제어명령을 내리고, 가스감지모듈은 이 제어명령을 수행하며, 그 결과 가스센서가 작동하여 센서 Output 이 도출되면, 가스감지모듈에서 Data를 Digital 통신이 가능하게 하는 Firmware 개발.

· 스마트폰에서 연산 Software 개발 : 가스센서의 Output 이 Digital 화 하여 전송되면 이 Data를 수치화하여 로그함수로 연산하는 Software 개발

· 센서모듈제어 및 연산 App 개발 : VOCs 가스감지모듈을 제어하며, 상기 연산 Software

가 스마트폰에서 구동되어 도출된 결과 값을 Display 하는 App 개발
· 사용자 GUI 개발 : 사용자가 스마트폰 App 상에서 사용이 가능하도록 하는 Graphic User Interface 개발
· 결과 Display Graphic 개발 : 측정결과 값이 연산을 통하여 도출되면 스마트폰 화면에 Graphic 및 수치로 결과가 표시되도록 하는 Graphic 개발.

· VOCs 가스감지 센서모듈 Case 제작 : 가스센서, 센서모듈을 포함하고 스마트폰에 결합이 잘 되면서 사용자가 작동이 편리한 기구설계, 금형 및 시제품 제작.

나. 개발결과
나노섬유 감지체는 성공적으로 개발. 또한 스마트폰 연동 VOCs 가스감지모듈은 성공적으로 개발이 완료되어 USD60,000.00(72,000,000 원) 수출 달성.

3. 기대효과(기술적 및 경제적 효과)
가. 기술적 기대효과 : 가스센서산업의 가격 및 기술경쟁력 확보
가스센서 산업은 중국에는 가격으로, 선진국에는 품질로 밀리고 있는 전형적인 Nutcracker 산업임. 그러나 본 개술이전 개발로 당사가 보유한 MEMS 가스센서 Platform 기술과 이전기술이 합쳐져 가격과 기술경쟁력을 동시에 확보.

나. 경제적효과 : 매출증대, 수출증대 및 일자리 창출

4. 적용분야
가. 초소형 VOCs 가스 감지기 : 스마트폰과 연동하여 각종 가스감지기에 적용.
나. Settop Box 연동 VOCs 가스 감지기 : 각 가정에 설치되어 있는 Settop Box 와 연동하면 집안의 VOCs 감시에 적용.

(출처 : 연차보고서 초록 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 연차보고서 초록 ... 3
• Ⅰ. 당해년도 추진 현황 ... 8
• 1. 사업화 추진 일정 ... 8
• 2. 당해년도 추진 실적 ... 9
• Ⅱ. 과제 수행결과(1차년도) ... 10
• 1. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 전체를 기재 ... 10
• 2. 각 기관/기업별 추진 현황 ... 38
• 3. 시장 현황 및 사업화 추진 성과 ... 40
• Ⅲ. 결론 및 차년도 계획 ... 42
• 1. 사업화 수행결과 ... 42
• 2. 사업화 로드맵과 마케팅목표 ... 42
• Ⅳ. 사업비 사용현황 ... 44
• Ⅴ. 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 46
• Ⅵ. 기업 재무건전성 현황 ... 46
• 끝페이지 ... 47