초록 ▼

□ 연구개요
- 4차산업 시대의 도래와 함께 주목받고 있는 자율주행은 레이더, 카메라, LiDAR와 같은 주변 환경 인지 센서를 통해 차량의 외부 환경을 인식하여 스스로 주행할 수 있는 기술임. 근적외선을 매개체로 하는 LiDAR는 높은 사물 인식률 지니고 있으나, 검은색 사물은 빛을 흡수하는 특성으로 인해 자율주행 기술 발전의 지속적인 문제를 야기하고 있음. 해외선도기업들은 근적외선을 반사할 수 있는 페릴렌 계통의 고분자 물질을 도입하였으나, 열적/환경적 요인에 의한 안정성 문제가 존재함. 이를 해결하기 위해 라이다에 인식될

□ 연구개요
- 4차산업 시대의 도래와 함께 주목받고 있는 자율주행은 레이더, 카메라, LiDAR와 같은 주변 환경 인지 센서를 통해 차량의 외부 환경을 인식하여 스스로 주행할 수 있는 기술임. 근적외선을 매개체로 하는 LiDAR는 높은 사물 인식률 지니고 있으나, 검은색 사물은 빛을 흡수하는 특성으로 인해 자율주행 기술 발전의 지속적인 문제를 야기하고 있음. 해외선도기업들은 근적외선을 반사할 수 있는 페릴렌 계통의 고분자 물질을 도입하였으나, 열적/환경적 요인에 의한 안정성 문제가 존재함. 이를 해결하기 위해 라이다에 인식될 수 있는 새로운 방식의 검은색 소재 개발이 필수적임.
- 본 연구에서는, 고분자 물질을 사용하지 않고 색상층과 근적외선 반사층을 일체화한 다중 중공구조의 검은색 이산화티타늄 (Multi-layered Hollow Black TiO₂) 물질을 개발하고, 친환경성을 확보한 친수성 도료 포뮬레이션을 수립하였음. 또한, 개발한 소재를 다양한 사물과 상용화된 라이다 센서를 활용하여 실증 검증을 진행하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
- 본 연구는 자율주행 환경 조성을 위한 LiDAR 반사형 다중 중공구조의 검은색 이산화티타늄(Multi-layered Hollow Black TiO₂) 물질의 개발로 NIR 반사율, Blackness, 열 안정성을 확보하는 것을 목표로 하였음.
- 상세히는, 다중 구조로 인한 계면의 수 증가와 내부 하얀색 이산화티타늄 층의 형성으로 인해 단일 코팅으로 세계 최고 수준(R%≥30%)의 NIR 반사율(R%=40.9%)을 달성하였음. 외부 이산화티타늄 층의 환원기술 및 변수 조절을 통해 최종 목표 수준(L*<25) 내의 Blackness(L*=11.7)를 확보하였음. 또한, 공인인증을 통해 LiDAR 반사형 검은색 물질이 우수한 열안정성을 지니고 있음을 확인하였음.
☞ 기존의 고분자 물질을 사용하지 않으며 색상층과 NIR 반사층을 일체화하여 Blackness와 열 안정성을 확보하고, NIR 반사율이 높은 LiDAR 반사형 검은색 물질을 개발하였음.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
(1) 연구개발성과의 활용 계획
- 본 연구의 결과물인 Multi-layered Hollow Black TiO₂는 내부의 하얀색 이산화티타늄 층으로 이루어진 다중 중공구조를 지니고 있어 근적외선 반사율을 효과적으로 반사하기에 자율주행환경 조성을 위한 검은색 소재로 활용할 것임.
- 또한, 열적/환경적 안정성을 확보하였기에 자율주행차량 뿐만 아니라 가혹한 환경에서 운행하는 다양한 이동체에 활용될 수 있을 것임.
- 제조 공정 시 발생하는 에칭 폐액을 재활용하여 반도체용 EMC 소재로도 적용 가능하며 4차산업시대에 적합한 고부가가치 소재로의 활용할 수 있을 것임.
(2) 연구과제의 기대효과
- 과학기술적 측면 : 해외 선도기업들이 독점하고 있는 라이다 인지형 검은색 소재 시장에 신규 기술 개발을 통해 다가오는 자율주행차 시대에 화학/소재 공업의 국내 원천기술을 확보할 것으로 기대됨.
- 경제·산업적 측면 : 본 과제가 성공적으로 수행될 경우, 기존과 다른 일체형 검은색 반사 소재의 원천기술 개발을 통해 4차산업시대에 맞춰 다양한 국내 정밀화학 및 소재 분야의 새로운 Roadmap 개척에 기여할 것으로 예상됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구의 개요 ... 4
• 2) 국내연구동향 ... 4
• 3) 국외연구동향 ... 4
• 4) 연구의 필요성 ... 5
• 5) 연구가설 및 도출 근거 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 1) 연구과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 37