초록 ▼

□ 연구개요
세계적 산업화로 인한 미세먼지의 증가는 사람의 건강을 해치기 때문에 이를 막기 위해 마스크와 공기청정기를 사용하고 있지만 이들은 낮은 광 투과성, 원활하지 못한 공기 순환, 유지관리 비용 등의 단점이 있다. 따라서 이를 극복하기 위해 높은 입자제거 효율과 광 투과도, 낮은 압력강하를 가지는 방충망용 나노섬유 필터를 개발하고, 이 필터를 생산하기 위한 휴대용 방사장치를 개발한다. 또한 자연환경 상태에서의 필터 성능을 검증하기 위해 자연환기 테스트용 챔버를 구성하여 필터의 성능을 확인한다.

□ 연구 목표대

□ 연구개요
세계적 산업화로 인한 미세먼지의 증가는 사람의 건강을 해치기 때문에 이를 막기 위해 마스크와 공기청정기를 사용하고 있지만 이들은 낮은 광 투과성, 원활하지 못한 공기 순환, 유지관리 비용 등의 단점이 있다. 따라서 이를 극복하기 위해 높은 입자제거 효율과 광 투과도, 낮은 압력강하를 가지는 방충망용 나노섬유 필터를 개발하고, 이 필터를 생산하기 위한 휴대용 방사장치를 개발한다. 또한 자연환경 상태에서의 필터 성능을 검증하기 위해 자연환기 테스트용 챔버를 구성하여 필터의 성능을 확인한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
※ 최종목표
미세먼지 제거와 실내 자연환기가 동시에 가능한 초고효율 나노섬유 필터 개발하고, 이를 생산하기 위한 휴대용 전기방사장치 개발 후 자연환기 검증시스템을 구축해 필터의 성능 평가

※ 세부연구 목표
● 입자 제거 효율 90%이상 필터 개발
→ 방사시간, 용액의 농도, 습도 등을 조절하여 약 90% 제거효율을 가지는 최적의 필터 개발 완료
● 광 투과도 75% 이상의 필터 개발
→ 가시광선(380 ~ 800 mm)영역 대에서 88% 이상의 상대 광투과율 달성
● 낮은 압력 강하 특성의 필터 개발
→ 나노섬유 구조를 이용해 약 52Pa의 낮은 압력강하 달성
● 휴대용 나노 필터 코팅 시스템 개발
→ 습도조절 기능과 자동 이송 기능이 포함된 휴대용 전기방사장치 개발 완료
● 새로운 전기방사 기법의 도입을 통한 나노섬유 방사속도 10배 증가
→ 나노섬유 방사 속도를 기존 0.5ml/h에서 다중노즐, Irrigation Needle 적용을 통해 각각 4.5배, 2.3배 증가량 달성으로 이론상 10.35배 증가
● 자연환기 테스트용 시스템 개발
→ 필터의 자연환기 성능을 테스트하기 위한 시스템을 개발하고 필터의 성능 검증완료

□ 연구개발결과의 중요성
● 무전원 공기 정화 시스템을 통한 새로운 공기정화 기술 제시
→ 기존 미세먼지 해결책인 공기청정기는 지속적인 전력공급을 필요로 하며 이는 발전소 가동으로 인한 2차 에어로졸을 야기한다. 본 연구진이 개발한 공기정화 기술은 추가적인 전력이나 동력을 필요로 하지 않는 장점을 가진다. 이러한 장점은 2차 에어로졸로 인한 추가적인 미세먼지를 발생시키지 않음으로서 친환경적이고 문제점에 대한 근본적인 해결책이라고 할 수 있다.

● 새로운 다기능성 나노섬유필터 구조 제안
→ 본 연구진이 개발한 나노 섬유 필터는 높은 광 투과성을 가지고 있기 때문에 뛰어난 실내 환경의 향균과 채광을 제공한다. 또한 낮은 압력강하를 이용하여 기류가 원활하게 흘러 환기의 효율성을 높였다. 이는 기존의 필터가 가진 단점들을 보완하고 효율을 극대화시킴으로써 대중들에게 적합한 형태로 필터 제작 기술을 발전시켰다.

● 기술융합 및 개선을 통한 범용성 증대
→ 본 연구진은 기존 휴대용 전기방사장치에서 갖추지 못한 균일한 용액이송과 온습도제어 등 독립된 기술들을 융합하여 솔루션을 제시하였다. 이는 본 연구가 최초이며, 이를 통해 다양한 환경에서도 안정적으로 나노 섬유 필터를 생산할 수 있게 하였다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• ○ 필터 설계를 통한 고효율 필터제작 ... 5
• ○ 고속방사시스템을 위한 방사장치 개발 ... 11
• ○ 자연환경 검증시스템 구축 ... 14
• ○ 다른 필터와 비교에 따른 차별성 입증 ... 16
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 16
• ○ 학술적 의미와 가치 ... 16
• ○ 경제적, 산업적 가치 ... 17
• 4. 참고문헌 ... 18
• 5. 연구성과 ... 18
• 대표적 연구실적 ... 18
• 끝페이지 ... 27