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연구개요
본 연구는 기존 고체필터에 강한 미세먼지 흡착력 및 유해가스 포집능을 부여하는 ‘액상박막복합필터’를 구현하고 이를 이용한 대기오염저감 플렛폼 구축을 목표로 함.
이를 위해 비휘발성 액상물질을 고체기판 위 흐르지 않는 안정적인 박막으로 구현하는 계면에너지 조절 연구가 핵심적으로 수행되었으며, 고체-액체 계면에서의 흡착력 정량화 및 그에 따른 필터 성능 평가를 통해 고/액 계면현상 기초연구를 기반함. 또한, 액상박막의 유해가스 용해도 향상을 위한 첨가물 합성 연구도 함께 수행되어, 최종적으로 미세먼지와 유해가스를 모

연구개요
본 연구는 기존 고체필터에 강한 미세먼지 흡착력 및 유해가스 포집능을 부여하는 ‘액상박막복합필터’를 구현하고 이를 이용한 대기오염저감 플렛폼 구축을 목표로 함.
이를 위해 비휘발성 액상물질을 고체기판 위 흐르지 않는 안정적인 박막으로 구현하는 계면에너지 조절 연구가 핵심적으로 수행되었으며, 고체-액체 계면에서의 흡착력 정량화 및 그에 따른 필터 성능 평가를 통해 고/액 계면현상 기초연구를 기반함. 또한, 액상박막의 유해가스 용해도 향상을 위한 첨가물 합성 연구도 함께 수행되어, 최종적으로 미세먼지와 유해가스를 모두 효과적으로 포집할 수 있는 고정상의 액상박막복합필터를 다양한 분야에 적용하여 세계필터시장의 기술선도를 목표함.

연구 목표대비 연구결과
1. 실리콘오일 기반 액상박막필터 구현
- 단량체 중합법 기반 실리콘 분자의 표면성장으로 섬유, 금속, 세라믹 등 다양한 물질의 고체필터 표면에 실리콘고분자브러쉬 (5~10 nm) 구현
- 스프레이 기반 고체필터 위 균일 액상박막 코팅기술 개발 (두께 < 500 nm)
- 필터 내 액상 Rayleigh 불안정성 연구를 통한 안정한 액상박막 구현
2. 액상박막필터의 먼지흡착력 정량화
- 액상막의 입자에 대한 메니스커스 이미징과 입자 접촉각 측정을 통한 흡착력 계산
- 콜로이드탐침 현미경을 통한 액상막의 미세입자 흡착력 정량화
3. 미세먼지포집효율 측정 등 액상박막필터 필터성능평가
- 독일 표준(DIN 71460-1:2006) 기반 미세먼지 포집효율 측정 장비 구축 및 외부공인기관(생산기술연구원)을 통한 포집효율 측정 장비 신뢰성 확보
- 다양한 소재, 다양한 구조를 갖는 여재들의 액상박막 도포를 통한 차압 변화 없이 10~30% 먼지포집효율 상승 확인 및 양질계수 개선
4. 미세먼지와 유해가스의 효과적인 포집이 가능한 액상박막복합필터 구현
- 가스 크로마토그래피 구축 및 독일 표준(DIN 71460-2:2006) 유해가스 포집효율 측정 장비 구축 및 최적화
- 다기공 물질의 액상박막 도입을 통한 유해가스 포집효율 최적화
5. 액상박막복합필터 최적화 및 미세먼지/유해가스 저감플렛폼 구축
- 액상박막의 입자에 대한 높은 흡착력을 바탕으로 고속집진능 입증 및 필터 위 입자의 탈착 임계 속도를 통한 입증
- 액상박막의 높은 흡착력으로 재비산 억제를 통한 다방향 집진성 입증
- 액상박막복합필터 도입 시 먼지 스크리닝 및 표면장력 유래 액상막의 먼지압축에 따른 필터수명(교체주기) 최대 300% 증가

연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
액상박막복합필터는 계면에너지 조절기술을 통해 고체필터 위 안정한 액상막을 부여하고, 액상막으로 인해 향상된 미세입자 흡착력을 바탕으로 1) 우수한 미세먼지 및 유해가스 포집효율 2) 고효율 고속집진(>4 m/s)과 재비산 억제를 통한 다방향 집진, 3) 필터수명 향상(최대 3배) 등 우수성이 입증됨. 액상박막복합필터는 기존 집진설비의 변경 없이 즉시 도입 가능하며, 기존 필터의 보완 및 대체하여 활용하고자 함. 이는 필터소재 분야의 기술적 정체를 해결할 혁신적 소재로의 활용을 가능케 하고, 본 연구를 통해 확보한 원천기술을 바탕으로 세계 필터 기술의 선도에 핵심적으로 작용할 것으로 예상됨. 또한, 계면에너지 조절기술과 액체/고체 계면 흡착력 정량화 기초연구는 에어필터와 더불어 계면 현상분석에 있어 높은 학술적 가치를 지님.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 1) 실리콘오일 기반 액상박막필터 구현 ... 4
• 2) 먼지흡착력 정량화, 미세먼지포집효율 측정 등 액상박막필터의 필터성능평가 ... 5
• 3) 미세먼지와 유해가스의 효과적인 포집이 가능한 액상박막복합필터 구현 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 5
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 5
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 1) 기술적 파급효과 ... 13
• 2) 사회·경제적 파급효과 ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 19
• 끝페이지 ... 32