초록 ▼

□ 연구개요
• 본 연구에서는 MXene 소재의 표면 개질 및 나노 복합화 기술을 활용하여 높은 전도성과 가변적인 표면 특성을 단일 소재에서 동시에 구현하고, 다양한 센싱 기능으로 분화할 수 있는 플랫폼형 소재 기술을 개발하는 것이 최종 목표임.
• 또한, 이를 이용하여 높은 민감성과 선택성을 동시에 가지며 고분자 소재 기반의 유연 소자에 적용 가능한 목적 맞춤형 화학 센서 소재를 개발하는 것이 목표임.

□ 연구 목표대비 연구결과
• 다양한 조성의 MAX 소재 합성을 통한 MXene 조성 제어
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□ 연구개요
• 본 연구에서는 MXene 소재의 표면 개질 및 나노 복합화 기술을 활용하여 높은 전도성과 가변적인 표면 특성을 단일 소재에서 동시에 구현하고, 다양한 센싱 기능으로 분화할 수 있는 플랫폼형 소재 기술을 개발하는 것이 최종 목표임.
• 또한, 이를 이용하여 높은 민감성과 선택성을 동시에 가지며 고분자 소재 기반의 유연 소자에 적용 가능한 목적 맞춤형 화학 센서 소재를 개발하는 것이 목표임.

□ 연구 목표대비 연구결과
• 다양한 조성의 MAX 소재 합성을 통한 MXene 조성 제어
- Mo (몰리브덴) 원소 기반의 MAX 및 MXene 조성 제어 및 박막화 기술 개발
- Ti₃C_xN_yMXene의 비금속 N/C 함량 및 조성 자유 제어 기술 개발
• MXene 표면의 나노 입자 기능화
- 용매 분산성이 뛰어난 MXene-metal oxide 복합소재 개발
- 수 nm 크기의 Pd metal NP로 기능화된 MXene 소재 개발
• MXene 나노 복합체 분산액 제조
- 소수성 특성이 향상된 유기 리간드 개질을 통해 유기용매에 분산성이 뛰어난 MXene 복합체 개발
• MXene 표면 기능화를 통한 표면 흡착 특성 제어
- 표면 개질 유기 리간드의 길이 제어를 통한 표면 흡착 특성 제어
• 기능화된 MXene의 개별적 센서 성능 측정
- 유기 리간드로 표면 개질된 MXene을 통한 고성능 VOC 센서 구현
- MXene-metal oxide 복합체를 통한 고성능 암모니아 센서 구현
- MXene-Pd NP 복합체를 통한 고선택성 수소 센서 구현
• 초박막 수준의 코팅 공정 최적화
- 자가조립 방법을 통한 수 nm 수준의 맥신 박막화 공정 개발
• 기능화된 MXene의 array화를 통한 센서 성능 측정
- 동일한 MXene 소재를 기반으로 선택성이 각각 다른 복합체 구조 구현

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
연구개발성과의 활용방안
• MXene 소재는 전 세계적으로 매우 가파르게 관심이 증가하고 있는 연구 초기 단계의 신소재로서 선제적으로 핵심 소재 기술과 특허를 확보할 수 있으며, 본 과제를 통해 개발되는 화학 센서 플랫폼 소재 기술이 대기오염, 미세먼지, 바이오 물질 검출 등으로 활용될 수 있음. 또한, 가변적인 소재 특성 제어기술을 이용한 융합연구를 통해 다른 응용 분야로의 파생 연구 발굴이 가능함.
연구개발성과의 기대효과
• 유연 소자와 센서 기술은 웨어러블 시대와 고령화 시대에서 일상생활과 매우 밀접하게 연관된 기술이며, 본 과제에서 제안하는 센서 소재 플랫폼 기술은 실질적인 생활 수준과 삶의 질을 향상할 수 있는 핵심 기술이 될 것으로 예상함. 또한, 최근 불거진 소재 자립화 이슈를 비추어봤을 때, 핵심소재 원천기술 개발이 매우 중요해짐에 따라 본 연구가 성공적으로 진행될 경우 대내외 경제적 파급효과가 클 것으로 생각됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1. 연구개발과제의 필요성 ... 4
• 1-2. 연구개발과제의 최종 목표 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2-1. 연구개발과제의 내용 ... 5
• 2-2. 연구개발과제의 추진전략·방법 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 7
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 7
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 13
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 14
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 29