초록 ▼

연구개요
본 연구단은 기존의 방식들과는 완전히 다른 나노유체 기술을 도입한 ‘나노윤활층을 함유하는 섬유/그물망 개발’을 통해, 고체 입자를 강하게 흡착시킬 수 있는 액상 물질 박막 층을 바탕으로 미세먼지를 포집하는 방안을 제시하였다. 나노윤활층을 이용한 미세먼지 포집 방법은 (1) 친환경적으로 (2) 단위 부피당 더욱 효과적인 미세먼지 집진이 가능하고, (3) 구동 에너지가 전혀 없으며, (4) 낮은 단가로 (기존 정화 방식의 1/100 이하) 제조 가능함과 더불어 (5) 다양한 형태로 여러 공간에 (공장, 화력발전소 굴뚝 등

연구개요
본 연구단은 기존의 방식들과는 완전히 다른 나노유체 기술을 도입한 ‘나노윤활층을 함유하는 섬유/그물망 개발’을 통해, 고체 입자를 강하게 흡착시킬 수 있는 액상 물질 박막 층을 바탕으로 미세먼지를 포집하는 방안을 제시하였다. 나노윤활층을 이용한 미세먼지 포집 방법은 (1) 친환경적으로 (2) 단위 부피당 더욱 효과적인 미세먼지 집진이 가능하고, (3) 구동 에너지가 전혀 없으며, (4) 낮은 단가로 (기존 정화 방식의 1/100 이하) 제조 가능함과 더불어 (5) 다양한 형태로 여러 공간에 (공장, 화력발전소 굴뚝 등의 미세먼지 발생 장소, 건물, 도로, 바다 위, 하늘 등) 설치가능하기 때문에, 다양한 형태로의 대규모 설치를 통해 대기 중의 미세먼지를 대폭 포집하여 미세먼지 농도를 획기적으로 낮추는 가시적인 공기 정화 성과를 보이는 것이 가능하다.

연구 목표대비 연구결과
-다양한 기판위에서의 실리콘 고분자 나노브러쉬 합성법 개발 (목표달성도: 100%)
실리콘 단량체와 산성촉매를 함유한 용액에 기판을 수 초간 담지 후, 건조 시 용매의 증발과 함께 나노브러쉬가 형성되는 방식의 간단한 용액 합성공정을 개발하였다. 또한 이를 이용, 나일론, 폴리에스터, 알루미늄, 구리, 스테인리스 스틸, 유리등 다양한 물질을 기판으로 사용하기 위해 합성 조건을 달리하며 고분자 나노브러쉬를 성공적으로 합성하였다.
-안정적인 윤활층 코팅 구현 (목표달성도: 100%)
실리콘 오일은 비휘발성 액체로 증발에 따른 감소 문제가 없고, 표면에 합성되어있는 실리콘 고분자 나노브러쉬와 화학적으로 같은 분자이기 때문에 중력에 의해서 흘러내리지 않고 안정적으로 균일한 코팅을 유지하는 액상막 표면을 구현하였다.
-다양한 형태의 미세먼지 포집 필터 구현 (목표달성도: 100%)
윤활액 담지필터를 다양한 고체기판위에 구현하여 효과 먼지포집효과가 있음을 확인하였으며, 다양한 형태 및 크기의 필터를 성공적으로 구현하였다.

연구개발결과의 중요성
본 연구에서는 나노/마이크로 표면 및 계면 연구 및 안정적인 윤활액 코팅 기술을 바탕으로 한 새로운 개념의 미세먼지 포집 기술을 개발하였다. 먼저, 윤활액과 기판과의 계면에너지 조절을 통해 안정적으로 윤활액을 표면에 구현하였다. 기판은 실리콘 고분자 나노브러쉬 합성을 통해 표면을 개질 하였고 이와 계면에너지를 최소화할 수 있는 윤활액 적용을 통해 중력에 의해 흘러내리지 않고 고정형으로 이용 가능한 윤활액 담지필터를 구현하였다. 이렇게 구현된 필터는 액체 표면과 고체 미세먼지 입자 사이의 강한 흡착력을 이용하면서도 환경문제를 야기하지 않고 경제적이며 효율적인 미세먼지 포집이 가능하다. 더욱이 필터의 자가클리닝을 바탕으로 한 간단한 필터 세척 기능은 포집된 미세먼지를 효과적으로 제거할 수 있게 하여 지속적인 필터사용을 가능하게 한다. 또한, 대규모 설비를 바탕으로 한 대기 중의 막대한 양의 미세먼지 포집을 가능하게 하고, 공장 등에서의 미세먼지 배출을 근본적으로 줄이는 효과를 통해 현재 심각한 단계에 이르고 있는 미세먼지 농도를 획기적으로 감소시키는 가시적인 성과를 기대할 수 있을 것으로 생각된다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 가. 다양한 기판 위에서의 실리콘 고분자 나노브러쉬 합성법 개발 ... 5
• 나. 안정적인 윤활층 코팅 구현 ... 6
• 다. 다양한 형태의 미세먼지 포집 필터 구현 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 10
• 5. 연구성과 ... 11
• 대표적 연구실적 ... 11
• 끝페이지 ... 21