초록 ▼

□ 연구개요
알지네이트(alginate 혹은 alginic acid)는 갈조류에 포함된 탄수화물의 주성분으로 생체적합성과 함께 수분과의 친밀성을 갖는 하이드로콜로이드 (hydrocolloid) 바이오소재라는 점에서 여러 분야에 대한 활용성이 높음. 본 연구에서는 고주파수 초음파를 이용하여 알지네이트의 글리코시드 결합을 선택적으로 해리시켜 얻어진 저분자화 알지네이트를 이용하여 고부가가치의 화학소재 및 에너지원 등으로 전환할 수 있는 ‘플랫폼 화학소재’의 생산 기술을 개발하고자 하는 것이 목적임.

□ 연구 목표대비 연

□ 연구개요
알지네이트(alginate 혹은 alginic acid)는 갈조류에 포함된 탄수화물의 주성분으로 생체적합성과 함께 수분과의 친밀성을 갖는 하이드로콜로이드 (hydrocolloid) 바이오소재라는 점에서 여러 분야에 대한 활용성이 높음. 본 연구에서는 고주파수 초음파를 이용하여 알지네이트의 글리코시드 결합을 선택적으로 해리시켜 얻어진 저분자화 알지네이트를 이용하여 고부가가치의 화학소재 및 에너지원 등으로 전환할 수 있는 ‘플랫폼 화학소재’의 생산 기술을 개발하고자 하는 것이 목적임.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구의 최종 목표는 지속가능한 제 3세대 바이오매스인 갈조류 유래 알지네이트 성분을 고주파수 초음파 조사에 의해 글리코시드 결합을 선택적으로 해리하는 저분자화 기술을 확보하고, 이를 유용한 화학소재로 전환하는 것임.
다양한 저분자화 반응과 생성물 분석으로 알지네이트를 선택적으로 저분자화하는 조건을 확립했으며, 과산화수소를 이용한 산화분해와 초음파 조사 반응을 단계적으로 수행하여 선택적 저분자화 분해반응 시간을 감소하는 방법을 제시함.
선택적 저분자화 알지네이트를 바이오 필름 소재로 적용하였으며 알지네이트의 주 공급원인 다시마를 수열액화 및 니켈계 촉매를 이용한 수증기 개질 반응을 통해 에너지원(수소) 생산 방법을 제시함. 또한 선행연구 기반의 저분자화 알지네이트 부산물(임의절단에 의한 생성물) 활용방안으로 수열액화 및 수소화에 의한 바이오 제트유 생산과 발효에 의한 바이오에탄올 또는 바이오 지방산 제조를 제시하고자 공정모사를 통해 각 생성물의 고효율 분리공정을 제안함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
다양한 저분자화 반응에 따른 알지네이트 구조에 관한 정보를 제공하며 연구수행 결과에 의한 선택적 저분자화 반응 기술 확립으로 알지네이트의 구조와 기능기가 유지된 다양한 분자량의 알지네이트 생산이 가능함. 이는 의약품, 기능성 화장품, 식품 첨가제와 섬유유연제의 향균 첨가제 등 다양한 산업 분야에서의 활용이 가능함. 또한 저분자화 알지네이트와 알지네이트의 주 공급원인 다시마의 활용방안으로 바이오소재 또는 에너지원 생산 원료로써의 적용 등 다양한 활용방안을 제시함. 특히 해조류 바이오매스를 이용한 수소 생산공정은 탄소중립사회 실현에 기여할 수 있을 것으로 사료되며, 알지네이트의 주 공급원인 다시마 외에도 홍조류 또는 녹조류에 속하는 해조류 바이오매스로부터 얻을 수 있는 하이드로콜로이드(카라기난, 한천 등)의 저분자화 연구로의 확장을 도모할 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구의 필요성 ... 4
• 2) 연구 목적 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 수열액화 반응에 의한 알지네이트의 저분자화 ... 5
• 2) 산화분해 반응에 의한 알지네이트의 저분자화 ... 6
• 3) 초음파 조사에 의한 알지네이트의 저분자화 ... 6
• 4) 산화분해와 초음파 조사를 이용한 알지네이트의 저분자화 반응 평가 ... 7
• 5) 선택적 저분자화 알지네이트의 활용 ... 9
• 6) 비선택적 저분자화 부산물의 활용 방안 ... 11
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 15
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 15
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 16
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 18
• 7. 참고문헌 ... 19
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 22
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 27
• 끝페이지 ... 37