초록 ▼

□연구개요
● 광촉매 전구용액 제조기술 및 광촉매 단일상, 복합상 제조기술을 확립하여 표면개질 및 기능화 연구를 통하여 분산 안정성을 향상시키고, 광촉매 제조의 공정조건을 확립하여 제조기술 최적화 원천기술 확보 연구를 진행하였음.
● 기능성 소재를 위한 가시광선 응답 광촉매-유기염료 하이브리드 소재를 개발하고 이의 활성 연구를 진행하였음. 가시광선 파장의 최대 감응 효율을 얻기 위해서 400~530nm 흡수하는 최적화 포피린 재료를 분자 디자인하여 합성하고, 광촉매와 반응시켜 기능성 하이브리드 소재 개발을 진행하였음.

□연구개요
● 광촉매 전구용액 제조기술 및 광촉매 단일상, 복합상 제조기술을 확립하여 표면개질 및 기능화 연구를 통하여 분산 안정성을 향상시키고, 광촉매 제조의 공정조건을 확립하여 제조기술 최적화 원천기술 확보 연구를 진행하였음.
● 기능성 소재를 위한 가시광선 응답 광촉매-유기염료 하이브리드 소재를 개발하고 이의 활성 연구를 진행하였음. 가시광선 파장의 최대 감응 효율을 얻기 위해서 400~530nm 흡수하는 최적화 포피린 재료를 분자 디자인하여 합성하고, 광촉매와 반응시켜 기능성 하이브리드 소재 개발을 진행하였음.
● 포피린 재료의 가시광선 감광응 효율의 최적화를 위하여, 포피린 재료 모체의 구조설계 및 금속촉매의 결합 특성을 향상시키기 위한 금속-유기재료 결합 말단치환기 구조 연구를 진행하였음.
● 가시광선 감응형 소재를 활용하여 섬유표면 오염원에 대한 가시광선 조사에 활성분해가 일어나는 특성을 확인하고자, 색상오염원을 적용시키고 이에 대한 광분해 활성 효과에 대한 연구를 진행하고 결과를 확보하였음.

□연구 목표대비 연구결과
● 본 연구개발에서는 ①금속산화물 광촉매 (Photo-catalytic) 활성 특성을 갖는 TiO₂ (Titanium dioxide)제조 및 반응 메커니즘 연구, ②고감도 가시광선 응답 광촉매-유기염료 하이브리드 소재 제조를 위하여, 합성 광촉매 재료와 가시광선 감응형 포피린(Porphyrin) 재료를 이종 결합하여 “고감도 가시광선 감응형 광촉매-포피린 재료 하이브리드 기능성 소재 개발 및 활성 향상”에 대한 연구목표와 관련 연구내용을 수행하였음.
● 연구결과에서는 ①-1 루타일, 아나타제, 브루카이트 광촉매 (TiO₂) 제조 및 분산성 향상, 저장 안정성 공정 및 기술 연구, ①-2 광촉매 반응 메커니즘 규명을 위한 분자설계 및 모델링, 양자역학 계산, 밴드갭 컨트롤의 원리 규명과, ②-1 포피린 재료의 골격구조 및 관능기 설계를 통한 광흡수 효율과 파장, 결합특성 연구, ②-2 금속산화물 광촉매와 포피린 재료의 하이브리드화 기술 및 광분해 특성, ②-3 오염원 시료에 대한 실제 가시광선 감응에 따른 분해활성으로 오염원 제거 특성 확보에 대한 연구 결과를 확보하였음.

□연구개발결과의 중요성
● 기능성 소재를 위한 고감도 가시광선 응답 광촉매 제조 및 활성 향상 연구에 있어서 관련된 원천기술의 확보는, 현 산업계에서 가지고 있는 유해 자외선을 사용하지 않고, 우리 생활상의 가시광선을 활용하는 광응답 감응성능, 활용화 특성, 사용내구성과 관련된 효용성과 문제점들을 해결하는데 큰 도움이 될 것이라고 사료되며, 국/내외 기능성 표면처리 기술 및 이의 제품화 관점에서 시장성 확보의 경쟁력을 선점하는데 유용할 것으로 판단됨.
● 본 연구팀에서는 광촉매의 제조 기술을 확보하고 있고, 관련된 응용 분야인 가시광선 감응형 염료를 개발하고 적용하여 관련 분야에서 다양한 원천기술 적용이 가능할 것이라 사료됨. 아울러 전산재료모사 기반인 양자역학 기반 원리계산 및 모델링을 통한 융합연구로 광촉매 제조 및 확보의 핵심 원리에 대한 연구를 수행하였고, 이러한 신규 원천재료의 제조 기술 확보 및 오염원 제거 활성을 위한 가시광선 활용과 해당 결과 확보는 도전적이고 창의적이라 사료됨.

(출처 : 요 약 문 2p)