초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구는 바다사막화 현상을 막기 위한 바다숲 조성 기술 중 하나로 각광받는 유용 해조류의 포자 피막화 기술을, 바이오프린팅 기법을 도입하여 새로이 개발하고 다양한 조건 하에서 포자를 피막화하여 해양 생태계 개선하는 데 목표를 두고 있다. 또한 프린팅 기반 포자 피막화 연구를 통해 조건에 따른 포자의 착생률, 발아율, 성장률, 생존 기간을 획기적으로 향상시킬 수 있는 조건을 확립하여 갯녹음 발생 해역에 해조숲을 조성하는 연안환경 개선 사업에 기여하고자 한다.

□ 연구개발성과
정밀한 시

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구는 바다사막화 현상을 막기 위한 바다숲 조성 기술 중 하나로 각광받는 유용 해조류의 포자 피막화 기술을, 바이오프린팅 기법을 도입하여 새로이 개발하고 다양한 조건 하에서 포자를 피막화하여 해양 생태계 개선하는 데 목표를 두고 있다. 또한 프린팅 기반 포자 피막화 연구를 통해 조건에 따른 포자의 착생률, 발아율, 성장률, 생존 기간을 획기적으로 향상시킬 수 있는 조건을 확립하여 갯녹음 발생 해역에 해조숲을 조성하는 연안환경 개선 사업에 기여하고자 한다.

□ 연구개발성과
정밀한 시스템 구성을 통해 프린팅을 통한 피막화 과정을 모니터링하고 반복성과 신뢰성을 확립함과 동시에, 생체 재료의 유변학적 특성 측정, 액적 충돌 테스트, 다층구조 하이드로젤 구조물 제작 및 생체입자 프린팅 등을 통해 프린팅 공정 변수와 제반 실험 조건을 확립하였음. 이를 바탕으로 하이드로젤 기반 재료에 함유된 파래, 미역, 감태, 모자반 등 다양한 포자를 프린팅 방식으로 피막화하여 생산하고, 바다 환경 모사 배양시스템에 키워 발아 및 생장을 관찰하였다. 또한 실해역 환경에 대량으로 적용하기 위해 미세압출 기반의 피막화 전용 프린팅 시스템을 개발하고, 프린팅 방식으로 피막화한 모듈을 동해안 일대에 적용하였다.
(1) 단위 포자 프린팅을 위한 장비 도입 및 구성
(2) 피막용 바이오잉크 구성, 잉크젯 물성 연구, 포자와 피막 성분 배합 조절
(3) 포자 프린팅과 배양이 가능한 전용 룸 구축
(4) 단위 포자 젯팅 및 제반 프린팅 컨디션 최적화
(5) Drop-on-demand 방식을 적용한 포자 피막화 및 패터닝
(6) 잉크 성분 변화에 따른 포자 생존율 검증
(7) 여러 종의 포자에 대한 피막화 (파래, 미역, 감태, 모자반 등)
(8) 다양한 생체 재료를 이용한 프린팅 기반 피막화 (알긴산 첨가제, 나노셀룰로오스 등)
(9) 전용 패널을 활용한 실해역 적용 기술 개발
(10) 미세압출 기반 대용량 포자 피막화 프린팅 시스템 구성
(11) 프린팅 피막화 기술의 실해역 적용 및 피드백을 통한 기술 업그레이드

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
1. 피막화된 포자를 실해역에 적용하고 보존성, 발아율 및 생장성 피드백을 통해 실해역 적용 가능한 공정 제공
2. 프린팅 기반 포자 피막화 기법을 다양한 포자와 생체 재료의 조합에 적용
3. 잉크젯 프린팅 기반 미세 입자의 캡슐화의 저변 확대 및 피막 조성 변화에 따른 응용기술 개발 지표로 활용
4. 미세압출기반 포자 대량 피막화 기술 개발 및 프린팅 시스템을 활용한 미세입자의 대량 피막화에 적용
5. 해양숲 조성 사업 분야에 새로운 기술 제공 및 해양환경 분야 신산업 창출

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 가. 연구개발의 목적 ... 6
• 나. 연구개발의 필요성 ... 7
• 다. 국내외 기술개발 현황 ... 10
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 16
• 가. 피막용 프린팅 장비 구성 및 공정 개발 ... 16
• 나. 피막용 프린팅 장비 추가 및 공정 개선 ... 19
• 다. 생체 재료 테스트 ... 25
• 라. 해조숲 조성 및 피막화 포자 생산 기반기술 마련 ... 33
• 마. 해조숲 조성 기술 및 피막화 포자 대량생산 기술 개발 ... 40
• 바. 정량적 연구개발 성과 ... 53
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 61
• 가. 목표 ... 61
• 나. 목표 달성여부 ... 62
• 다. 목표 보완 방안 ... 63
• 라. 연구성과 관련 분야 기술발전 기여도 ... 64
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 65
• 가. 연구개발성과의 활용방안 ... 65
• 나. 기대효과 ... 67
• 붙임. 참고문헌 ... 70
• 끝페이지 ... 72