초록 ▼

ㅇ 연구개발 목표 및 내용
- 최종 목표
일반적으로 최첨단의 우수한 표면처리 기술도 제품 자체가 균열, 변형, 노화되었을 경우 대부분 기능성을 상실하게 된다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 옴니포빅 기능성을 반영구적으로 유지 시켜줄 수 있는 기능성 나노소재를 개발하고자 한다. 옴니포빅 입자가 임베디드(embedded)된 기능성 나노소재란 기존의 표면처리에서 한 단계 진보한 기술력으로, 제품 제조시 기능성 나노소재를 기존소재에 혼합하는 방식이어서 제품의 표면뿐만 아니라 내부까지 나노입자형식으로 기능성 보호막을

ㅇ 연구개발 목표 및 내용
- 최종 목표
일반적으로 최첨단의 우수한 표면처리 기술도 제품 자체가 균열, 변형, 노화되었을 경우 대부분 기능성을 상실하게 된다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 옴니포빅 기능성을 반영구적으로 유지 시켜줄 수 있는 기능성 나노소재를 개발하고자 한다. 옴니포빅 입자가 임베디드(embedded)된 기능성 나노소재란 기존의 표면처리에서 한 단계 진보한 기술력으로, 제품 제조시 기능성 나노소재를 기존소재에 혼합하는 방식이어서 제품의 표면뿐만 아니라 내부까지 나노입자형식으로 기능성 보호막을 생성시킴으로서, 외부충격으로 인해 균열, 변형이 발생하여도 제품 고유의 기능성을 잃지 않고 장기간의 사용시에도 제품 고유의 특수 기능성이 지속된다.
- 전체 내용
[연구개발 1. 기능성 소재 선정 및 나노구조체 형성]
본 연구에서는 표면제어 기능성 부여를 위한 소재를 선정하고 합성 조건을 확립하며, 기능성을 부여할 나노구조체의 제작 및 실험을 진행한다. 1개의 작용기를 가지는 알콕시실란을 선정하고, 1개의 작용기 이외의 2개의 bulky한 구조는 적은 열이나 가시광선 영역의 빛 에너지로 가교될 수 있는 가교제 (crosslinker)를 도입하고자 한다. 이렇게 제작한 자기조립단 분자를 결합이 가능한 산화물 나노구조체에 표면처리하여 원재료 자체가 제품의 기능성을 보유하고 있는 다기능성 소재를 구현하고자 한다.
[연구개발 2. 옴니포빅 나노입자가 임베디드된 기능성 나노소재 개발]
본 연구에서는 자기조립 단분자가 결합된 나노소재를 기존 제품에 사용되는 원소재와 혼합하여 옴니포빅 기능성을 반영구적으로 유지시켜줄 수 있는 ‘옴니포빅 나노입자가 임베디드된 기능성 나노소재’를 개발하는 것을 목표로 한다. 기존의 표면코팅과는 달리 제품표면 뿐만 아니라 내부에도 옴니포빅 나노소재를 임베디드(embedded) 할 수 있는 방법들에 대한 연구를 진행하고, 외부충격으로 인해 균열, 변형이 발생하여도 제품 고유의 기능성을 유지하는지에 대한 특성평가를 진행하고자 한다.
[연구개발 3. 개발된 자기조립 나노구조체 표면제어를 통한 옴니포빅 기능성 나노소재 특성 최적화]
본 연구에서는 자기조립단분자 특성이 포함된 나노구조체들의 다양한 표면제어에 따른 옴니포빅 기능성 나노소재 특성 향상에 관한 연구를 진행한다. 또한 개발된 기능성 나노소재를 적용한 직물, 콘크리트 등의 실제 제품을 제작하여 상용화 환경 하에 발생하는 문제를 해결하기 위한 특정 기능성 강화에 관한 연구를 병행한다. 서로 다른 점도를 갖는 용액이나 유기물(물, 기름, 약품, 피, 배설물, 박테리아 등)에 대해 소수성, 소유성, 옴니포빅의 선택적 기능성 나노소재 특성을 파악하고, 외부 자극/충격으로 인한 물리적 damage가 발생하더라도 기능성을 유지하는지에 대한 연구를 진행한다.

ㅇ 연구개발성과
❍ 방수/방오 기능성 처리 후 접촉각 150도 이상의 초소수성 확보. IP66의 방수방진 테스트 만족
❍ 공인인증기관을 통한 온도 테스트 (-40℃ 저온, +125℃ 고온, 24시간 방치), 고온고습 테스트 (85℃, 85%RH, 50시간 방치), 염수분무 테스트 (35℃, 5% 염용액 분사, 24시간 방치), 부식성 기체 테스트 (25℃, 75% R.H., H₂S/SO₂/Cl₂/NO₂ 가스, 96시간), UV 테스트 (35℃, 300~400 nm, 68 W/m², 6시간 방치) 진행 후에도 소수성 유지. 방수/방오 기능성 처리 직물의 인장강도 16N/mm2 및 인열강도 34 N/mm 확인
❍ 기능성 처리막의 손빨래, 세제 저항성 확인. 외부충격 저항성 및 마찰 저항성 확인. 1년 후에도 기능성 유지 확인
❍ SCI논문 17편 게재(JCR 10% 이내 SCI(E)급 논문 8편 포함)
❍ 국내 특허 출원 5건 / 등록 2건

ㅇ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
표면처리기술은 자동차 유리, 디스플레이 분야는 물론 향후 미래 주도산업으로 주목되는 항공우주산업에 이르기까지 주요 핵심부품에 광범위하게 응용되는 분야로서 확장성으로 볼 때 산업핵심 기술 분야로 볼 수 있다. 본 연구에서 제안하는 복합 나노구조체를 이용한 나노 표면제어 기술은 그 응용 가능성에 제한이 없고 물, 기름과 같은 액체, 먼지 및 공기가 맞닿는 모든 면에 적용 될 수 있다. 특히 투명하면서도 휘어지는 특성을 가진 나노구조체를 응용한 본 연구의 나노 표면 제어 기술은 시야 확보가 필요한 다양한 유리, 플라스틱, 비닐, 폴리머 막의 표면처리에도 응용될 수 있다. 또한 자동차, 공구, 건축 및 장식 산업 그리고 첨단 산업 분야인 반도체, 디스플레이, 광학산업, 우주항공 및 인체 의료 분야까지 다양하게 적용 가능한 산업으로 향후에는 첨단 산업 분야가 융합된 반도체, 디스플레이와 자동차, 광학 및 인체의료분야에 까지 확대될 것으로 기대된다. 주요 응용분야로는 i) 각종 전자제품(핸드폰, 자동차, 가로등, 디스플레이)의 생활방수기능, ii) 의료용 인공혈관과 인공심장, 소변배출호스(Catheter)등에서 발생할 수 있는 2차 감염방지기능, iii) 가습기, 에어컨, 보일러 등의 이슬맺힘 현상으로 발생할 수 있는 곰팡이 생성 억제기능, iv) 건설용(콘크리트 도로, 건물외벽/내벽)의 깨짐/오염방지 기능 등이 있다. 그 외 v) 가정용(의류, 생활용품, 식기류), 해양용(그물망, 다리), 군용(전투복, 무기류) 등에도 활용가능하다.


(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• ▪ 방수/방오 기능성을 가진 직물 매트, 메쉬구조체 및 플라스틱/메탈 기판 제작 ... 5
• ▪ 소수성, 유연, 전도성 복합섬유 제조 ... 9
• ▪ 방오/방수 기능성 처리기술을 이용한 기체-액체 선택적 필터 제작 및 특성평가 연구 ... 10
• ▪ 소수성 PU-CNT 복합물 기반의 fiber를 이용하여 인체의 움직임을 모니터링 함 ... 12
• ▪ 물체에서 발생하는 복사열 및 적외선을 차단하는 복합섬유 제조 ... 12
• ▪ 물체에서 발생하는 적외선을 차단하는 웨어러블 소수성 복합섬유 제조 ... 13
• ▪ 특정 chemical에 의하여 나타나는 복합 구조체 fiber의 mechanical와 electrical 변화에 대한 연구 ... 13
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 14
• 1) 연구수행 결과 ... 14
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 19
• ▪ 본 연구 관련 분야의 기대 ... 19
• ▪ 기술적 측면 ... 19
• ▪ 경제․산업적 측면 ... 20
• ▪ 교육․과학 발전 측면 ... 20
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 21
• 6. 참고문헌 ... 22
• 끝페이지 ... 22