□ 연구개요 본 연구는 자극 감응형 유기물 또는 고분자로 개질된 고 표면적의 기능성 나노다공성 하이브리드 나노밸브 개발을 목표로 함. 이러한 기능성 다공성 나노 복합체를 통해 다양한 자극조건 (광, 온도, 바이오분자 등)하에서 다양한 촉매 화학반응의 정밀 조절(즉, on/off)이 가능한 시스템을 구현함으로써, 나노 다공성 구조체 하이브리드 나노밸브 합성의 원천 기술 및 촉매 응용 공정기술을 확보하고자 함.
□ 연구 목표대비 연구결과 ○ 연구목표 ● 다양한 나노다공성 물질의 설계 및 합성 그리고 다양한
□ 연구개요 본 연구는 자극 감응형 유기물 또는 고분자로 개질된 고 표면적의 기능성 나노다공성 하이브리드 나노밸브 개발을 목표로 함. 이러한 기능성 다공성 나노 복합체를 통해 다양한 자극조건 (광, 온도, 바이오분자 등)하에서 다양한 촉매 화학반응의 정밀 조절(즉, on/off)이 가능한 시스템을 구현함으로써, 나노 다공성 구조체 하이브리드 나노밸브 합성의 원천 기술 및 촉매 응용 공정기술을 확보하고자 함.
□ 연구 목표대비 연구결과 ○ 연구목표 ● 다양한 나노다공성 물질의 설계 및 합성 그리고 다양한 기능기 설계 및 합성 ● 나노밸브용 물질 설계 및 합성 ● 기능성 나노밸브 물질 합성 및 최적화 (내부개질을 통한 촉매사이트 형성) ● 나노다공성/나노밸브 물질을 이용한 조절된 촉매 반응 ● SCI 논문 10편 게재, 특허 출원 또는 등록 3건 ○ 연구결과 및 달성도 ● 다양한 나노다공성 물질의 설계 및 합성 그리고 다양한 기능기 설계 및 합성함 ● 나노밸브용 물질 설계 및 합성함 ● 온도 (PNIPAM, PDMAEMA, DAEMA-TBA 등) 및 산도 (DAEMA-TBA, POSS 등) 감응형 기능기 개질된 나노밸브 물질 합성 및 최적화 (내부개질을 통한 촉매 사이트 형성)함. Cu, Pd, Au, Ag 등의 금속 나노입자 담지된 나노밸브 촉매 설계 및 합성함. ● 나노다공성/나노밸브 물질을 이용한 조절된 촉매 반응 응용 연구 수행함 ● 논문게재: 60편 (SCI 57편, 비SCI 3편), 특허 : 국내출원 6건, 국외 PCT 출원 1건, 국내등록 2건, 국외 등록 1건 (미국) 저역서: 5권, 초청강연: 20건, 학술대회 논문발표: 국내 74건, 국제 27건 수상실적 8건 {SPSJ International Award (2017.03), VAST Insignia (2018.08), 우수 포스 터상 6건 (2017.11, 2018.11, 2019.09, 2019.10, 2019.11, 2020.11)} 학위배출: 석사 8명, 박사 4명, 국외 연수지원: 장기 1건 (중국, 2017.7.17.~ 2018.02.28.) ● 연구목표 달성도: 100 %이상
□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ○ 연구개발성과의 활용계획 본 연구에서 얻은 우수 연구결과들을 바탕으로 나노밸브 촉매개발 기술을 관련 기업과 연계하여 현장적용 기술을 최적화 하고자함. 한편, 기업과의 공동 연구를 통하여 나노밸브 소재의 상업화 기술 개발 연구를 추진 하고자함. 더 나아가 나노밸브 시스템을 갖춘 나노촉매 뿐만 아니라, 다양한 약물의 조절된 방출, 고감도 의료용 바이오센서, 이온 및 분자의 선택적 흡/탈착 시스템, 중금속 및 오염물의 선택적 제거 등의 다양한 응용분야에 맞춤형 소재로 적용하고자 함. ○ 기대효과 ● 국내외 관련 맞춤형 촉매 기술 연구 분야의 기술적 우위 확보 ● 촉매반응, 무기화학 및 고분자 화학을 융합한 새로운 학문으로서의 기반구축, 논문게재, 학술대회 발표, 특허 등을 확보함으로써 국제 과학기술 경쟁력 제고 ● 핵심 소재 기술확보 - 자극 감응형 나노다공성 소재 합성 원천기술 및 친환경 촉매 제어 반응 원천 기술 ● 조절된 촉매 반응 소재 기술확보 - 촉매 재사용 및 물리화학적 안정화 기술. 장시간 촉매사용 기술. 촉매 반응 속도 조절기술 ● 자극 감응형 고분자 소재 합성, 구조 및 물성분석, 나노다공성 촉매 물질 제조 기술 등의 종합적인 연구 수행을 통하여 국내 전문가 양성 ● 이온 및 분자의 선택적 흡/탈착 시스템, 중금속 및 오염물의 선택적 제거, 스마트 나노 다공성 촉매를 이용한 수소, 산소, 염소 발생 등의 에너지 산업, 스마트 나노 다공성 소재를 이용한 친환경 공정 산업, 자극 감응형 gate keeper를 이용한 약물 전달 시스템 등의 분야에 응용 가능
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