□ 핵심기술 - 유연한 구조를 가진 전극을 활용하여 대기압 플라즈마 제어 기술확보를 기반으로 매우 간편하고 빠른 제독/살균/치료 기술 - 과산화수소 등 매질이 불필요하며 대기압에서 진공 조건 없이 대상균 살균 가능 ...
□ 핵심기술 - 유연한 구조를 가진 전극을 활용하여 대기압 플라즈마 제어 기술확보를 기반으로 매우 간편하고 빠른 제독/살균/치료 기술 - 과산화수소 등 매질이 불필요하며 대기압에서 진공 조건 없이 대상균 살균 가능
□ 최종목표 - 플라즈마 발생 유연 전극 설계 및 제작 - 플라즈마 구동 드라이버 및 전원장치 구성 - 플라즈마 발생 세포시험장치 설계 및 제작 - 유연전극 구조를 가진 플라즈마 살균기 성능 검증 - 유연전극 구조를 가진 플라즈마 살균기 시제품 제작 - 세포배양 및 안정성평가 - 의료기기 사업화 및 제품 성능 검증 가이드
□ 개발내용 및 결과 - 대기 플라즈마 기술을 활용한 살균 시스템 개발을 완료함 - 방전된 플라즈마를 이용하여 처리하고자 하는 샘플을 활성 화학종과 충분한 시간동안 반응할 수 있도록 설계됨
- 전극과 전극 사이에 유연한 유전체를 포함한 구조를 사용하거나, 직조나 편조가 가능한 새로운 형태의 유연 단위 전극을 사용할 수 있음. - 플라즈마 방전시 오존량 및 전극의 밝기 등 비교 test를 진행하며,가톨릭관동대학교에 샘플 제공한 결과 방전량이 낮음을 발견하여 보드의 센싱주파수를 변경하며 test를 진행하여, 플라즈마 방전 세기를 확립함.
- 플라즈마에 광촉매제(TiO2)를 추가한 살균장치의 살균 실험 결과,대장균(E. coli)을 대상으로 한 실험에서의 살균 효과 평가율은 대조군(플라즈마를 조사하지 배지), 광촉매 대조군(플라즈마 살균장치에 광촉매제(TiO2)가 도포된 장치를 추가한 후 플라즈마를 조사하지 않은 배지)과 비교했을 때 세균의 살균범주(10-3)를 넘어 정량적 목표치인 멸균범주(10-6)에 도달함을 확인하였음.
- 최종 시제품 디자인 스케치 및 3D Rendering을 진행함. - 1차 디자인 설계 후 사용상 편리성을 강화한 구조를 반영하여 곡선의 형태를 가지는 외관 디자인으로 설계 반영 - 참여기관인 가톨릭관동대학교 산학협력단의 세포시험 결과를 토대로 포터블 살균기기 제작 진행함. - 플라즈마 살균기기 시제품 제작을 진행, 성능 객관적 검증을 위하여 공인 인증 기관을 활용하여 전력변환효율, 전원장치 출력정밀도, 전자파 안정성, 살균기 내부 작동온도, 플라즈마 살균 성능평가 시험을 완료함.
□ 기술개발 배경 - 가정 및 일상에서 사용되는 물품 및 환경은 감염 전파의 매개체 역할을 할 수 있으므로 적절한 소독과 살균이 매우 중요하며, 부적절한 소독과 살균으로 인해 감염 유행이 발생 하거나 교차 감염이 발생할 수 있음 - 기존의 플라즈마 방식과 달리 일반 대기압 상태에서 살균 할 수 있는 플라즈마 기술이 필요함. 또 기존의 플라즈마에서 발생하는 고온의 열에 의한 손상 및 변형을 일으키지 않으면서 살균할 수 있는 저온 플라즈마 전극 기술의 개발이 필요함. - 유연 구조를 가진 플라즈마살균기기 개발은 첨단 기술을 필요로 하는 산업으로서 국제 경쟁력 확보에 관건이 되며, 고부가 가치 창출의 핵심으로서 수입 우발적 산업 구조를 개선시킬 수 있으며, 국내에서는 저온 플라즈마를 이용함으로서 병원성 균의 살균을 통한 사용시간, 에너지, 이동반경 절약 등을 할 수 있어 획기적인 사업이고,기존 국내·외 제품군이 없는 실정이라 기술 개발이 필요함 - 사업화 대상 기술을 적용하여 살균 및 보건행위 과정의 프로세스의 간소화와 2차 감염을 예방하여, 기존의 플라즈마를 활용한 살균 및 의료기기는 구조적 한계를 개선한 유연전극 구조를 가진 플라즈마 살균기기 및 시스템을 개발하고자 함 - 플라즈마 살균기는 멸균시간이 짧고, 스팀 멸균방식보다 피멸균물에 손상을 적게 주기 때문에 경제적이며 열에 민감한 도구나 정교한 도구의 멸균에 적합함. - 병원균에 오염된 침상, 침구 등을 짧은 시간동안 효율적으로 살균하기 위해서는 유연구조를 가진 플라즈마 살균기의 개발이 필요함
□ 핵심개발 기술의 의의 1) 기술적 측면 - 기술적인 측면에서 보면 대기압 방전이 가능한 플렉서블 플라즈마 살균기술은 사용자가 새롭게 요구하는 기능에 속히 대응할 수 있으며, 이에 따라 다양한 맞춤형 제품을 빠르게 개발 보급 할 수 있음. - 이에 관련 분야의 기술을 선도할 수 있을 것으로 기대되며, 또한 자체기술을 보유함으로써 국내 및 해외 업체와의 기술경쟁에서 우위를 점할 수 있을 것으로 기대됨
2) 경제적·산업적 측면 - 현재 살균기 기반의 의료기기 시장은 최신 첨단 기술을 토대로 선진국이 선점하고 있는 상태이나, 플렉서블 플라즈마 살균 시스템은 해외시장의 특수한 제약 조건이 나 요구사항에 신속히 제품을 개발할 수 있어 경쟁력 향상에 기여할 수 있을 것으로 판단됨 - 또한 관련 분야의 다른 의료기기에 적용이 가능하여 관련 산업 활성화에 상당한 도움을 줄 수 있을 것으로 기대됨
3) 범사회적 측면 o 생산성 증대 및 국민건강에 이바지 - 세균성 감염을 유발하는 주요 원인균들이 항생제 내성을 획득한 경우가 많아 치료 자체가 힘든 경우가 많고 경제적 측면에서 볼 때,감염으로 인해 입원기간이 연장되면 고가의 항생제를 장기간 사용하게 되어 이로 인한 의료비 지출이 증가하며, 병원에 입원하는 기간이 늘어나게 되면서 직접적인 의료비 증가와 함께 사회적인 생산성 감소를 유발함 - 플렉서블 플라즈마 살균기술은 사용자 및 인체 내 장애가 거의 없는 무해한 신기술로 작업자의 작업환경 측정 및 특수 건강검진에 소요되는 비용을 절감할 수 있어 생산성을 증대시킬 수 있으며 국민건강에 이바지 할 수 있음 o 새로운 시장 및 일자리 창출 효과 기대 - 기존의 기술을 대체할 수 있는 다양한 형태의 개발 기술 적용으로 이 분야의 새로운 시장을 개척할 수 있을 것이며 고용 창출 효과도 기대할 수 있음. - 기존의 산화에틸렌 살균에 비해 비용과 시간이 적게 소요되므로 매우 경제적이며 또한 업무 의 효율성을 높일 수 있음.
□ 적용 분야 - 의료, 바이오, 미용, 환경 정화 등 응용범위가 매우 넓음 - 칼, 도마 등의 조리도구 및 담요, 수건 등의 가정용품 살균을 위한 가정용 살균가능 - 칼, 도마, 조리도구 및 조리용 위생복 살균을 위한 공공건물의 급식시설 내 대형 살균기기 - 의료용품, 의료기구의 살균을 위한 의료용 살균기기 적용
