초록 ▼

□ 연구개요
서로 다른 열물성 특성을 가지는 코어쉘 구조의 콜로이드 입자의 합성기술을 확보하여 100~300 nm 수준의 크기를 갖는 shear melting 공정맞춤 콜로이드를 합성하고자 함. 코어쉘 콜로이드의 열물성에 기반하여 고형 콜로이드 입자에 온도 및 압력을 인가하였을 때 결정화 메커니즘을 예측하는 모델을 구축하고자함. 이를 통해 최종적으로 shear melting 공정을 적용하여 전단응력에 의해 형성되는 광결정 필름을 대면적으로 제작하고 기능 소제를 혼합하여 기능성 광결정 필름을 제작하거나 융합 복합 복층 광결정 필

□ 연구개요
서로 다른 열물성 특성을 가지는 코어쉘 구조의 콜로이드 입자의 합성기술을 확보하여 100~300 nm 수준의 크기를 갖는 shear melting 공정맞춤 콜로이드를 합성하고자 함. 코어쉘 콜로이드의 열물성에 기반하여 고형 콜로이드 입자에 온도 및 압력을 인가하였을 때 결정화 메커니즘을 예측하는 모델을 구축하고자함. 이를 통해 최종적으로 shear melting 공정을 적용하여 전단응력에 의해 형성되는 광결정 필름을 대면적으로 제작하고 기능 소제를 혼합하여 기능성 광결정 필름을 제작하거나 융합 복합 복층 광결정 필름 제작을 수행하여 색가변 소재 개발 기술을 확보하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
연구 세부목표 1 : 단일 건식공정 콜로이드 결정화를 위한 콜로이드 합성기술 확보
• 높은 전이온도를 갖는 핵과 낮은 전이온도를 갖는 껍질 구조로 구성된 콜로이드 합성을 위한 합성 공정을 구축함.
• 폴리스티렌 코어에 4가지의 서로 다른 아크릴레이트계 고분자를 전구체로한 쉘을 합성하여, 약100~300 nm 수준의 크기를 갖는 shear melting 공정맞춤 콜로이드를 합성함.
연구 세부목표 2 : 전산모사기반 콜로이드의 열물성 변화에 따른 결정화 메커니즘 예측
• 코어쉘 콜로이드의 열물성에 기반하여 온도 및 압력에 따라 소재 내부에 인가되는 전단응력을 comsol simulation을 통해 예측하고 실험결과와 비교하여 경향성이 일치함을 확인함.
연구 세부목표 3 : 콜로이드 결정화 공정 최적화
• 고형 콜로이드에 가해지는 온도와 압력, 공정시간을 제어하여 결정층을 형성하는 최적조건 확인
• 최적의 공정조건으로 높은 광학특성을 갖는 100cm² 이상의 대면적 광결정 필름 제작
연구 세부목표 4 : 복합 광결정 필름 소재 설계를 통한 광학 특성 제어
• 산란되는 빛을 흡수하는 도파민 입자를 투입하여 보다 선명한 구조색을 나타내는 광결정 필름 제작
• 기계적 물성이 다른 이종의 콜로이드 광결정 필름으로 구성된 복합 구조제작을 통해 기계변색 민감도가 극적으로 향상된 색가변 소재 개발에 성공함.
• 이종 콜로이드 광결정 필름의 직조를 통해 3차원 패턴화를 수행함으로써 다축 인장 감지가 가능한 기능성 소재를 개발함.
• 폴리도파민 소재의 광열효과를 활용하여 색이 선명하면서도 광열효과를 통해 자가치유가 가능한 광학필름 개발에 성공함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
< 기술적 측면 >
●자극감응 광학소재 제작을 위한 원천 소재 및 필름 제작 기술 확보
본 연구과제를 통해 기계적 물성 및 광학적 특성이 제어된 다양한 건식 원천소재를 개발하고, 이를 통해 광학필름 제작 기술을 확보한다면, 자극감응 광학소재 개발에 대한 기술적 허들을 낮추고, 다양한 플랫폼으로 확장시킬 수 있을 것
< 경제, 산업적 측면 >
●나노구조 필름의 대면적, 연속 생산을 위한 공정 기술의 국산화
본 연구에서 달성하고자 하는 공정 기술은 단지 광학소재 개발뿐 아니라 건식으로 나노구조 소재를 대면적에 제작할 수 있는 핵심공정의 확보와 연결됨. 따라서 규칙적인 나노구조 형성이 요구되는 에너지 소재 및 선택적 이온 투과 및 화학반응을 위한 박막 소재의 산업적 생산을 위한 원천 기술로도 용이하게 활용가능
< 사회적 측면 >
●다양한 환경정보의 시각화를 위한 색가변 광학소재의 대중화
외부자극에 대해 색상변화를 나타내는 콜로이드 광결정 필름의 대량 생산을 구현하고 다양한 기능성 소재를 개발한다면, 누구나 주변에서 일어나는 환경정보를 색상을 통해 쉽게 확인하여, 위험을 감지하거나 공유하는 등의 행동을 통해 사회에 기여할 수 있을 것

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1. 연구배경 및 연구의 필요성 ... 4
• 1.2. 최종연구목표 ... 4
• 1.3. 세부연구목표 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2.1. 계획한 연구내용 ... 5
• 2.2. 연구수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 1) 연구개발성과 활용분야 및 방안 ... 13
• 2) 추가연구의 필요성 ... 13
• 3) 타 연구에의 응용 및 향후 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 22