초록 ▼

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
국내에서 서식하는 곰팡이 균사체와 폐식물 바이오매스를 이용해 현재 사용되는 화석연료 기반의 polystyrene foam 포장재 소재와 동일한 물리화학적 특성(압축강도, 굽힘강도, 탄성계수 등)을 보이는 복합 구조를 제조하고자 하며, 최종적으로 높은 생산성과 균일한 품질 및 다기능성(예: VOCs, 중금속 등 흡착, 단열기능)을 보이는 생분해성 소재를 개발하여 상업화하고자 함. 이를 통해 원료-소재-제품 (포장재)-재활용 (수처리 흡착제)의 전주기적 순환이 가능한 소재 기술을 발굴하고자

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
국내에서 서식하는 곰팡이 균사체와 폐식물 바이오매스를 이용해 현재 사용되는 화석연료 기반의 polystyrene foam 포장재 소재와 동일한 물리화학적 특성(압축강도, 굽힘강도, 탄성계수 등)을 보이는 복합 구조를 제조하고자 하며, 최종적으로 높은 생산성과 균일한 품질 및 다기능성(예: VOCs, 중금속 등 흡착, 단열기능)을 보이는 생분해성 소재를 개발하여 상업화하고자 함. 이를 통해 원료-소재-제품 (포장재)-재활용 (수처리 흡착제)의 전주기적 순환이 가능한 소재 기술을 발굴하고자 함
전체 내용
● 단기간에 균사체를 생산할 수 있는 곰팡이 배양 기술 확보
● 균일한 품질의 소재를 생산할 수 있는 균사 성장 제어 기술 개발
● 국내 서식하는 곰팡이 균사체 기반의 polystyrene foam 포장재 대체재 제조
● 석유화학 기반의 polystyrene foam 포장재 대비 물리화학적 특성 비교
● 제조된 균사 복합 소재의 다기능성(생분해, VOCs 흡착, 단열) 및 안전성 평가
● 공인 인증 성능 평가를 통한 다기능성 포장재 제품 인정
● 중금속/염료 등 오염물질 하수처리 여과 흡착제 재활용을 통한 생분해성 바이오 플라스틱 순환 기술개발
● 곰팡이 균사체 기반의 polystyrene foam 대체재 성형/생산/재순환 공정 표준화

1단계
(해당 시 작성)
목표
- 제조된 polystyrene foam 대체재의 다기능성 특성 평가
- 바이오 플라스틱 순환을 위한 composite 재활용 기술개발
- 제품의 균일화를 향상하기 위한 공정 제어 기술 개발
- 시제품을 제작하기 위한 금형 설계
내용
- 제작된 곰팡이 균사체 기반의 polystyrene foam 포장재의 생분해도, VOCs 흡착, 단열 특성 평가 실험을 통해 다기능성 평가
- 사용 후 곰팡이 균사체 기반의 polystyrene foam 포장재의 재활용을 위해 고가의 활성탄을 대체할 충진재 타입의 저단가 하수처리 여과흡착재 개발을 위한 재활용 처리기 및 펠렛 설계와 해당 펠렛 흡착 성능 테스트
- 균일한 품질의 재료를 생산하기 위한 실험실 규모의 장치 기술 개발 및 배양 최적화
- 곰팡이균 활용 생분해성 소재 polystyrene foam 포장재의 시제품을 제작하기 위한 방법으로 압출 금형을 위한 몰딩 설계
- 제조된 composite에 대하여 목표물성을 충족하고 해당 수혜 기업에서 수입하는 플라스틱 포장재의 대체 및 사업화를 위해 환경분야공정 시험법/공인 인증기관으로부터 성능 평가를 받고 해당 성적서 제출을 통해 기존 석유연료 기반 플라스틱과의 물리화학적 특성 비교 평가
- 재순환공정을 위한 포장재 재활용 처리기 및 Pelletizer 제작
- 연속 처리 공정 테스트를 통한 산업폐수 내 중금속/염료/과불화화합물 제거 효율 검증
- Prototype 포장재를 제작하기 위한 금형 제작
- 목표물성을 충족시키기 위한 composite 제조 단계 각 요소 공정 최적화 및 중요 환경/공정 인자

해당 연도
목표
- 국내 곰팡이 균사체 대상 성장 및 특성 평가
- 식물성 폐자원 및 균사체 선정을 통한 발포제 제조
- 곰팡이 균사체 기반 대체플라스틱 소재 특성 평가
내용
- Polystyrene foam 대체재 제조를 위해 대량생산 및 성장속도가 빠른 국내 곰팡이 균사 조사
- 곰팡이 균사가 성장할 수 있는 나무 톱밥, 면진 폐기물, 쌀겨 껍질, 메밀 및 오트 등 다양한 식물성 폐자원(biomass) 조사
- 선별된 식물성 폐자원을 배지로 제작하여 해당 틀에 선별한 여러 종류의 곰팡이 균사체를 배양 및 단기간에 균사체 생산이 가능한 배양기술 확보
- 선별된 식물성 폐자원 및 균사체를 활용하여 실험실 규모의 polystyrene foam 대체재 제조 및 공정 과정 최적화
- 실험실 규모로 제작된 곰팡이 균사체 기반의 polystyrene foam 대체재의 물리적 특성 평가 실험

연구개발성과
●논문:
1. 곰팡이 균사체 기반 대체 플라스틱 제조과정 및 대체재로서의 물성평가와 관련한 연구 내용
2. 곰팡이 균사체 균일화를 위한 배양 최적화 및 제조 후 균일 정도 연구 결과 내용
3. 사용후 플라스틱 대체재를 이용한 산업폐수 내 염료/중금속 흡착 제거 능력 평가 내용
● 화합물: 곰팡이 균사체 기반의 polystyrene foam 포장재

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
● 플라스틱 대체 소재 신산업 창출
● 플라스틱 대체 소재 분야 활용
● 분해성 바이오플라스틱 국산화 및 자립화를 통해 국가의 신성장 동력 엔진 창출
● 활성탄 기반의 흡착제 대체용 균사체 기반의 하수처리장 흡착제 개발 시도
● SMART 분석 평균 BB등급 이상 원천 특허 및 JCR 상위 10%이내 SCI급 논문 출판으로 기술 신뢰성 확보
● 관련 연구 인력 양성

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 9
• (1) 1단계 1차년도 ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 114
• 1) 정성적 연구개발성과 ... 114
• 2) 정량적 연구개발성과 ... 116
• 3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 117
• 4) 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항 ... 121
• 5) 목표 달성 수준 ... 121
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 121
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 121
• 2) 자체 보완활동 ... 121
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 122
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정 ... 122
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 123
• 7. 연구개발비 사용실적 ... 124
• 8. 중요 연구변경 사항 ... 128
• 9. 다음 연도 연구개발계획 ... 129
• 1) 연구개발 목표 및 내용 ... 129
• 2) 국내외 관련 분야 환경변화 ... 142
• 3) 연구개발 추진전략 ... 147
• 4) 연구개발 일정 및 기대 성과 ... 152
• 5) 다음 연도 연구개발비 사용 계획 ... 155
• 6) 사업화 추진 계획 ... 159
• 7) 연구개발 성과의 활용방안 및 기대효과 ... 169
• 끝페이지 ... 171