지금 우리는 지구온난화의 기후변화를 겪고 있다. 지구온난화의 주범은 화석연료 사용으로 인한 온실가스 배출이다. 이러한 이유로 에너지원을 신재생에너지와 수소에너지로 전환하고 탄소중립을 이루기 위한 노력을 전세계적으로 기울이고 있다. 풍력과 태양열 및 태양광에너지와 같은 신재생에너지는 날씨와 계절의 영향을 받는다. 이러한 한계를 극복하고 완전한 에너지전환을 이루기 위해서는 안전하고 신뢰할만한 에너지저장 장치가 필요하다. 잉여의 신재생에너지를 저장하는 방식으로 전기형태로 저장하는 방식과 수소로 전환하여 저장하는 방식을 들 수 있다.

중고등학생 및 일반인들의 눈높이에 맞추어 나노 과학과 기술의 산물인 나노 소재가 환경과 에너지, 의학, 전자 정보 통신 분야 뿐 아니라 기계, 화학, 바이오 등 거의 모든 분야에 걸쳐 응용 되고 있는 현황 및 이의 미래 기술 전망에 대한 내용을 비교적 세부적으로 소개하되 대학교에서 일반 물리나 화학을 수강하지 않았더라도 중고등학교 시절 물리, 화학, 생물학 등 기초적 배경만 있으면 연구 정보 내용을 이해할 수 있도록 생활 과학 이야기 수준으로 소개하였다. 나노 소재는 나노 테크놀로지의 산물인데 이의 중심이 되는 것은 물질을 원자/분자 차원에서 다시 구성하여 새로운 인공 기능을 창출하는 것을 목표로 하는 나노미터 영역에서의 재료과학인 나노 재료과학의 산물이며 이를 토대로 다양한 유용한 시스템에 연결시키는 종합적인 기술체계가 나노 융합기술로 여기에는 나노 기술을 소재, 로봇, 전자 공학, 의학, 에너지, 환경 분야와 융합시키는 것이 포함된다. 본 연구정보는 단국대학교 죽전 캠퍼스 정보지식 재산 대학원생 들을 대상으로 2017년과 2019년 2학기에 강의하였던 내용으로 그 이후에도 많은 feedback을 받아 콘텐츠의 최적화가 이루어졌는데 특별히 주목할 부분은 EU의 “NANOYOU Project”의 관점을 견지하였다는 것으로 이는 경제, 산업 및 연구 분야에서 필요로 하는 미래의 needs에 나노 소재 관련 지식이 어떻게 응용될 수 있을지 젊은 학생들이 인지할 수 있도록 도움을 주는 것이다. 필요 시 단국대에서 강의했던 콘텐츠를 적절히 녹화하여 동영상으로 제공 가능하다.

최근 친환경 수소차에 대한 관심이 늘어나며, 그에 사용되는 수소 저장 기술에 대한 관심도 함께 증가하고 있다. 수소의 저장 및 운송의 성능 및 특성을 결정짓는 가장 핵심요소는 수소 저장 (기체, 액체, 고체(금속 및 탄소 등), 액상유기수소 등)이다. 본 연구정보 제공에서는 현재 사용하고 있는 수소의 에너지로 사용을 위한 소재기술과 그 한계를 극복할 수 있는 다양한 최신 기술동향과 관련 이슈에 대해 소개하고자 한다. 또한, 수소에너지에 관심이 많은 학생 및 연구자들과 소통하며, 관심 사항에 대해 시의적절하고 깊은 논의와 정보제공을 함께 진행하고자 한다.

화석연료 시대를 탈피하고자 여러 재생에너지를 활용한 연구들이 주목받고 있는데, 그중에서도 특히 전기화학적 및 광전기화학적 방법을 활용하여 다양한 에너지를 생산하고 변환하는 연구들이 많이 제시되어 오고 있는데, 해당 핵심기술에 대한 원리에 대한 기본적인 개념 설명에서부터, 다양한 응용사례 및 실용화가 가능하기 위해서 극복해야 할 여러 가지 핵심기술 방안 및 연구동향에 대해 소개하고자 함

바이오 의약품 제조 산업에서 업스트림 분야의 기술이 비약적으로 발전한데 비해, 다운스트림 분야의 발전은 정체되어 전체 생산비 중 다운스트림의 비중이 점점 커지고 있으며, 어떤 경우에는 최대 80%가 다운스트림 비용으로 지출되고 있음. 멤브레인 크로마토그래피는 리간드가 결합된 기능성 멤브레인으로 바이오 의약품 산업의 다운스트림 공정에서 기존 충전상 컬럼 크로마토그래피의 대체기술로 등장하여 기존 컬럼 크로마토그래피 대비 소비시간 1/60 수준, 생산성 35배 이상, 비용은 40% 미만 수준임. 본 연구회에서는 바이오 의약품 제조 공정에서 정제, 폴리싱 공정에서 기존의 컬럼크로마토그래피를 대체할 수 있는 멤브레인 크로마토그래피의 기본 원리, 시장, 제조기술, 종류별 특징 등을 조사해 보고자 함

에너지 하베스팅이란 자연에서 버려지는 열, 빛, 기계 등의 에너지를 전기에너지로 변환하여 사용하는 기술로 미래 에너지 기술로 곽광 받고 있다. 특히 기계에너지를 이용하는 압전발전 에너지 하베스팅 기술은 미래 전자소자의 전력원으로 사용을 기대하고 있다. 압전현상이란 1880년 피에르 퀼, 자크 퀴리 형제가 발견하였으며 기계적 힘에 의해 분극을 발생시키는 현상으로 역으로 전기를 가하면 변형을 유도할 수 있다. 여기서는 다양한 압전 소재 및 에너지하베스팅 응용 연구 동향에 대하여 소개하고자 한다.

폴리우레탄은 물리화학적 구조의 변화를 통하여 그 물성과 생물화학적 반응을 조절 가능한 특성을 보이며, 또한 우수한 혈액 적합성을 지녀, 1970년대부터 생체재료로써 많은 연구가 이루어져 왔다. 특히, 약물전달, 재생의학, 그리고 의료기기의 개발에 이용되는 재료로서 많은 연구가 이루어졌으며, 현재도 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 이에 본 연구정보 제공을 통하여, 생체재료로서 폴리우레탄의 최근 연구 동향과 각 분야에서의 주목 할 만 한 연구결과의 분석을 제공하며, 또한 보고되어진 연구 결과의 개선 방향과 국내외 연구자들의 연구 동향을 논의하고자 한다.

리튬이온전지(LiB)는 모바일기기 외에 승용전기차, 전기트럭, UAM(Urban Air Mobility), 전기차, 발전연계 에너지 저장(ESS) 등 수요 확대로 폭발적인 성장을 하고 있는 분야로, 국내 LG화학, 삼성SDI, SK이노베이션 등 전지기업들은 고용량화, 고출력화, 안전성 강화, 경량화 등이 궁극적 개발 지향점임. 이를 충족하기 위해서는 핵심 소재 개발이 필수적이고, 수요 성장에 따라 이들 소재 연구개발 동향 및 주체도 역동성있게 변화하는 중으로, 양극재, 음극재, 분리막, 전해액 등 LiB 성능관련 소재들의 최신 기술 및 시장 동향 정보 제공을 통해, 이용자들의 연구개발 방향 설정에 시의적절한 정보제공을 하고자 함.

폴리이미드는 지금까지 알려진 고분자 중, 열적‧기계적‧화학적 물성이 가장 뛰어난 고분자 소재로서 우주‧항공용으로 개발되었지만, 현재는 반도체‧디스플레이 분야에 없어서는 안 될 재료이며 세계적인 시장은 1조 7천억 원에 이르고 있다. 특히, 기능성(투명) 폴리이미드는 최근 일본에서 촉발한 수출규제 3대 품목에 들어가는 핵심 소재로서 국내 반도체‧디스플레이 산업에 반드시 필요한 고부가가치 소재이다. 불소계 폴리이미드와 같이, 특수 기능성 폴리이미드 소재는 전자소자의 유연화 및 경박단소화 됨에 따라 적용 범위가 급격하게 증가하고 있다. 기능성 폴리이미드는 일본 및 미국의 소수 회사에 의해 독점 공급되고 있으며, 수출규제 이후 국산화를 위한 노력이 다양하게 이루어지고 있다. 현재 소수의 국내 기업에서 (S社, K社) 기판용 유색(노랑색) 폴리이미드를 양산하고 있으나, 차세대 전자소자에 사용되고 있는 고기능성 폴리이미드 소재는 대부분 해외 선진사로부터 수입해서 사용하는 상황이다. 수출규제 이후, 정부의 ‘소부장 특별법’을 계기로 여러 연구기관 및 기업에서 고부가가치를 가지는 기능성 폴리이미드에 대한 연구개발이 활발하게 진행되고 있다. 이에, 본 사업에서는 차세대 반도체/디스플레이 분야에 적용되고 있는 기능성 폴리이미드 소재의 요구특성 및 기능들에 대해 살펴보고, 다양한 용도 (기판, 코팅소재, 패턴소재, 방열필름 등)에 따른 차세대 기능성 폴리이미드 소재의 연구방향에 대해서 고찰해보고자 한다. 또한, 관련 분야의 핵심 연구그룹과 학회에 대한 정보도 함께 제공할 계획이다.

코로나 관련 연구개발은 최근 급격히 성장하고 있으며, 관련 기술로는 크게 방호/방역, 진단/검사, 치료제/백신 분야로 구분될 수 있습니다. 산학연 간의 유기적인 협력을 위해서는 소재/재료 기술이 바탕이 되고, 이와 함께 장치 또는 공정 기술이 성장하는 것입니다. 특히 마스크에 사용되는 필터 소재, 유해물질을 포집/차단하는 공정, DNA 진단방법 및 장치, 의료 및 감염성 폐기물 처리 공정, 손 세정제 조성물, 살균 소독 장치 등에 관한 주요특허를 소개하고자 합니다.

20세기 중반부터 시작된 실리콘 기반 반도체 재료와 소자 기술은 20세기 중후반 전자산업의 폭발적인 성장을 이끌어 냈고, 21세기 들어 10 nm 이하의 초미세 공정이 가능해지면서 스마트폰 같은 혁신적 제품의 탄생으로 이어지게 되었다. 그러나 반도체 재료의 근본적인 물성 한계로 인해 초미세 패터닝 공정의 진보에는 한계가 있으며, 저전력으로 정보 처리 및 송수신이 가능한 차세대 정보소자 및 소재에 대한 연구는 매우 중요해지고 있다. 본 연구 동향 분석에서는 차세대 정보소자 기술의 핵심 후보 기술 중 하나인 나노포토닉스 기술에 대한 기초적인 내용 및 차세대 정보소자로의 최신 연구 동향을 소개하고자 한다.

최근 새롭게 부각되고 있는 기술로 자연계를 모방한 생체 모방 기술은 기존 재료의 한계를 극복하고 친환경적이여서, 각종 응용기술 분야에서 각광받고 있습니다. 생체 모방 기술에 따른 신소재가 미래 신산업의 중요하게 부각되면서 각국의 관련 기술 개발이 적극적으로 이뤄지고 있습니다. 최근 5년(2012-2017.7월)간의 Biomimetics 분야는 미국과 중국이 압도적으로 연구 및 기술을 개발하고 있으며 독일이 뒤를 추격하고 있습니다. 우리나라도 2014년 ‘미래유망기술세미나’(한국과학기술정보연구원 주최)에서 생체 모방 기술을 10대 미래 유망 기술 중 하나로 선정하였으며, 다양한 분야에서 생체 모방 재료 개발이 활발히 보고되고 있습니다. 따라서 생체 보방 재료 기술의 중요성을 인지하고 연구 동향을 살피고자 합니다.

연구개발에 있어 기초소재분야 특허가 무엇보다도 중요합니다 일본 기업이 보유한 원천특허를 분석해보고 특허분쟁 등 국내 기업이 겪을 수 있는 문제를 사전에 대비할수있는 기초자료를 제공하고자 합니다. 또한 주요화학소재에 대해서 단순 대처뿐만 아니라 장기적 연구개발 수립을 위한 특허맵이나 미래전략을 제시하고자 합니다.

우리나라는 한국가스공사(주)에서 연간 3,500만 톤의 LNG를 보령LNG터미널(주)에서 연간 350만 톤의 LNG를 수입하여 일본에 이어 세계 2위의 수입국이다. (중국이 세계 3위) 단일 인수기지는 평택과 인천의 LNG 인수기지가 세계 1, 2위의 LNG 인수기지이다. 천연가스를 액화하는 과정에서 1 kg/h 당 약 0.23 kW의 전력이 소모된다. 하지만 일본의 경우 수입하는 LNG의 60%를 중국의 경우 10%를 활용하고 있는 반면에 우리나라의 경우에는 거의 LNG의 냉열을 활용하고 있지 못하다. 이에 본 연구회에서는 LNG 냉열을 이용한 전기식 냉동 사이클의 대체, 냉열을 활용한 다양한 발전 공정에 대한 소개를 하고자 한다.

생체 친화적이면서 저가 비용으로 소재 개발이 용이한 실크 피브로인은 이미 많은 분야에 응용이 되고 있는데, 주로 의료용 소재라든가 화장품, 기능성 식품 개발 등에 사용되어지고 있다. 그러나 최근에 활발하게 진행되고 있는 연구 개발로 실크 피브로인의 전기적, 광학적 디바이스라든가 바이오센서, 마이크로 디바이스 등의 응용 연구 동향 소개가 미비하여 4차 산업 혁명 시대에 접어들면서 핵심 신소재로써의 실크 피브로인 최신 연구 동향을 소개하고자 한다.

최근 유연전자소자 기술은 곡면형(curved) 소자를 넘어서서, 구겨지거나 늘어날 수 있는 유연/연신 (flexible/stretchable) 소자 개발로 발전하고 있다. 유연전자소자 구현 위해서는 유연 박막트랜지스터 (thin-film transistor, TFT) 기술이 필수적이며 이미 폭넓은 관련 기술이 개발되었거나 활발히 연구되는 단계에 있다. 박막트랜지스터에는 전도체, 반도체, 절연체 등의 다양한 전기적 특성을 가지는 소재들이 사용된다. 이 중에서도 기판, 게이트 절연체, 보호층 등에 사용되는 절연체 소재는 전도체와 반도체와는 달리 소자의 전체 면적에 적용되기 때문에, 절연체 소재 자체의 유연성과 절연성이 점점 더 중요시되고 있다. 그러나 절연체 소재는 소자 구동의 안정성과 매우 밀접한 관련이 있고, 다양한 반도체 물질과의 상호작용이 중요하기 때문에 기존에 사용되고 있는 SiO2 또는 SiNx 기반의 무기절연체를 대체하는 것이 매우 부담스러운 상황이다. 따라서, 대부분의 유연전자소자를 연구하는 연구그룹에서는 절연체 소재 보다는 전도체 또는 반도체를 개발하는 연구를 활발하게 진행 중이다. 하지만, 실제적인 유연소자를 구현하기 위해서는 유연절연체 개발이 필수적이다. 특히, 앞으로 다가올 웨어러블형 IoT용 센서 및 유연소자 구현을 위해서는, 저가/대면적 코팅이 가능하고 높은 절연특성을 가지는 고분자 유연절연체 소재 및 공정기술 개발이 시급한 상황이다. 최근들어 유연성, 공정성 등의 장점을 가지고 있는 고분자 유연절연체에 관한 연구가 활발히 주목을 받고 있다. 이에, 본 사업에서는 유연전자소자용 유연절연체의 요구특성과 지금까지 개발된 고분자기반 유연절연체 및 차세대 유연절연체의 연구방향에 대해서 고찰해보고자 한다. 또한 관련 분야의 핵심 연구그룹과 학회에 대한 정보도 함께 제공할 계획이다.

혈액 응고, 조직 제거 등의 수술에서 전력과 방전을 통한 전기적 처치가 수십 년 동안 사용되어왔다. 최근 들어 플라즈마 과학자 및 공학자들은 저온 플라즈마가 손/피부 멸균, 상처 치료, 세포 등 여러 가지 다른 의료 치료에 매우 유용하다는 것을 인식하게 되었다. 플라즈마 중에서 특히 저온 플라즈마의 의학적 적용은 저온 플라즈마 공정에 대한 깊은 이해가 필요하며 의학적 현상 및 응용성에 대한 연구개발이 크게 요구되고 있다. 화학공학적 접근은 플라즈마의 의학적 응용이 표면처리 현상의 본질에서 출발한다는 점에서 향후 기술 발전에 필수 불가결한 요구라 판단된다. 플라즈마 의학 분야는 빠르게 성장하고 있으며 매우 유망한 분야로 현재까지의 연구개발의 성과를 알아보고 더 많은 화공학자들이 이해하고 접근할 수 있도록 관련 정보를 제공하고자 한다.

화학공정(정유공정, 석유화학공정, 정밀화학공정 및 천연가스 처리공정)에는 다양한 방법을 동원하여 공정 개선을 통한 에너지 절감 및 생산성 향상을 도모할 수 있다. 본 정보제공 계획서에는 단순히 Column internal type을 Tray에서 Packing으로 변경함으로써 이론단수 증가에 의한 환류비 감소 및 Downcomer가 없기 때문에 처리 용량 증가로 인한 에너지 절감 및 생산성 향상 효과를 이룰 수 있는 방안 및 단순히 원료 주입단의 변경을 통한 에너지 절감 그리고 그 밖에 용매를 사용한 추출 및 추출증류공정 그리고 천연가스 처리공정에서 NGL 회수공정에서 최적의 탈 메탄탑의 운전압력의 결정 및 냉동 사이클에서의 에너지 절감 방안에 대해서 소개한다.

곰팡이 균사체를 이용한 복합체(fungal mycelium-based composite)는 버섯균의 균사체를 이용하여 기존 FRP(fiber-reinforced plastic) 소재를 대체하는 초경량·고성능 복합체로서 버섯플라스틱(mushroom plastic)이라고 불릴만한 차세대 생물소재임. 현재 미국과 유럽에서 Ecovative 사, Mycoworks 사, Muskin 사 등이 제품개발을 하고 있으며, 제품은 건축, 자동차 재료 및 가죽 등으로 활발한 연구가 진행되고 있음. 그러나 스티로폼 대체 균사복합체 이외에는 상용화된 사례가 없음. 추후 가구 및 소비재, 포장재, 건축용 자재로의 응용이 기대되는 소재로서 아직 국내외에 관련 자료의 정리가 이루어지고 있지 않아, 본 사업의 취지와 부합함.

화학공학 관련 학계, 기업 및 연구소에서 관심이 증대되고 있는 화공안전 분야의 응용을 중심으로 인공지능과 예측모델링(analytics)의 중요 연구결과 및 활용 연구동향을 체계적으로 정리해 소개하고자 한다. 전통적인 수학적 모델링뿐만 아니라, deep learning을 포함한 machine learning과 다양한 AI 기법을 포함하는 비전통적인 모델링 기반의 다양한 연구결과 및 최신 연구동향들의 정리/제공을 통해 Industry 4.0 시대를 맞아 공정시스템과 안전분야의 신융합을 추구하는 연구자들에게 유익한 정보를 제공하고자 한다.

화장품 산업은 기초과학과 응용기술이 종합적으로 적용된 산업에 속하며, 부가가치 창출 면에서 본다면 기존의 다른 소재산업보다 약 10%이상의 높은 고부가가치를 창출하는 분야이기도 하다. 그중에서도 기능성화장품 소재기술은 신규소재의 개발 및 연구가 활발히 이루어지고 있는 추세이다. 더블어 현재 한류와 함께 전 세계적으로 한국의 화장품 기술이 상위권에 있으며, 지속적으로 성장하고 있는 분야이기도 하다. 본 연구 IP 에서는 기능성 화장품 및 유기농 화장품에 대한 연구개발 동향과 이들 재료들의 물성, 사용현황 등에 대해 Review 하고, 소재를 제품에 적용, 개발하기 위해서 각각의 소재 종류별로 필요한 특징 검토와 연구상황을 분석한다. 또한, 기능성 화장품 소재 관련 해외 제품동향 및 제품별 사업동향 및 연구동향에 대하여 정리 요약한다.

1997년 교토의정서 채택 이후 2020년 전 세계의 온실가스 감축방향을 담은 합의문 ‘파리 기후협정’이 프랑스 파리 유엔 기후변화협약 당사국총회(COP21)에서 채택되었다. 따라서, 파리 협약의 타결로 세계는 화석연료 0%, 신재생에너지 100% 시대로 진입하게 되었다. 하지만 신재생에너지는 자연에서 발생하는 에너지원 (태양, 바람 등)을 원천으로 하기 때문에 자연 현상에 따라 출력 변동이 심해 발전량 조절이 용이하지 않아 신재생에너지의 안정적 활용을 위해서는 신재생 에너지의 변동성을 관리 할 수 있는 대안이 필요하다. 이를 위해 최근 에너지저장 시스템 (ESS)에 대한 필요성이 대두되고 있으며 이차전지를 이용한 ESS 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서 본 사업에서는 전력저장용 이차전지 중 레독스 플로우 이차전지 및 Na-S 전지의 기술 개발 동향에 대해서 소개하고자 한다.

최근 가장 큰 이슈로 부각되고 있는 대기오염물 중 하나가 “미세먼지”이다. 미세먼지가 인체에 미치는 유해성으로 인하여 정부에서는 미세먼지 관리 대책 및 세부이행계획을 준비중이다. 나빠진 공기질로 인하여 모든 국민들이 미세먼지의 유해성에 대해서는 인지하고 있으나 다양한 발생원 및 저감기술에 대한 정확한 정보는 알지 못하는 실정이다. 본 연구정보에서는 미세먼지의 인체유해성, 발생․유입, 측정, 저감 기술에 대한 전과정 분석을 통하여 미세먼지 전반에 관한 이해 증진 및 화공분야에서 접근할 수 있는 기술영역을 분석해보고자 한다.

최근 불균일계 촉매분야 연구의 세계적인 추세는
(1) multi-metallic nanoparticle의 불균일계 촉매로의 적용,
(2) 방사광가속기를 기반으로 한 원자수준의 촉매구조분석,
(3) DFT(density-functional-theory)를 바탕으로 한 원자단위 촉매현상 전산모사 등으로 요약할 수 있다.
본 사업에서는 이러한 세계적인 추세에 맞춰 불균일계 촉매분야의 최신 연구동향에 대한 정보를 제공하고자 한다. 특히 세계적으로 권위 있는 학술지에 게재된 연구내용을 중심으로 불균일계 촉매분야의 최신 연구동향에 대한 정보를 제공하고자 한다.

미세조류와 더불어 3세대 바이오매스 중 하나인 (거대) 해조류는 탄수화물 함량이 높고 리그닌이 없어 바이오에탄올, 바이오-오일, 바이오메탄 등 다양한 바이오연료 생산에 이용될 수 있다. 또한 해조류는 후코이단, 후코잔틴 등 생리활성 물질 역시 포함하고 있어 고부가가치 화학물질도 생산할 수 있는 명실상부한 바이오 리파이너리의 원료로서 매우 적합하다. 특히, 국토의 3면이 바다인 지형적 특성을 가진 우리나라는 일본 중국 등과 함께 세계 최고수준의 해조류 양식기술을 확보하고 있어, 해조류는 지속적인 바이오매스 원료의 공급 측면에서 매우 유리하다. 본 연구정보 소개에서는 해조류를 바이오매스로 이용할 수 있는 활용기술을 소개하고, 특히 산업 스케일의 바이오연료 생산공정 설계에 대한 정보를 제공하고자 한다.

COF(covalent organic frameworks)는 큰 표면적을 갖는 다공성 고분자로써 공유결합을 이용하여 pore의 사이즈를 정밀하게 조작하여 2D, 3D의 구조체를 형성할 수 있는 새로운 물질이다. 2005년 Yaghi 교수가 science에 최초로 보고한 이후에 최근 10여 년간 매우 활발한 연구가 진행되고 있는 분야이다. COF는 다양한 building block들을 이용하여 여러 가지 가스들의 저장(CO2, CH4, H2, NH3), 반도체 및 광전도 분야, 촉매반응 등에 응용될 수 있다. 여기서는 COF의 디자인 원리, 다양한 합성 방법, 특성 분석 방법 및 응용 분야에 대하여 소개하고 앞으로의 전망에 대하여 살펴보고자 한다.

화석연료 사용이 주는 지구온난화 등 환경오염문제와 수급의 불안정은 이를 대체할 수 있는 미래에너지로서 수소에 관심을 갖는 계기가 되었다. 에너지원이 아닌 에너지 캐리어로서의 수소 특성상 제조하는 방법이 주요 이슈가 되어 왔고, 가장 분자량이 작은 가연성 가스라고 하는 특징 때문에 저장하는 기술도 중시되어 왔다. 2013년 현대 투싼 연료전지차, 2014년 토요타 미라이 연료전지차량 등 이미 출시한 업체 뿐만 아니라 혼다 닛산, BMW, 폭스바겐 등도 2017년 경에는 수소연료전지 차량의 출시를 예고하고 있다. 수소에너지의 공급 측면과 관련된 수소제조, 저장 및 인프라에 관한 주요 이슈 와 표준화 동향 뿐만 아니라, 관련분야의 주요기술에 대한 연구개발현황을 소개하고자 한다.

해양플랜트는 육상플랜트와는 달리 길이 300m, 폭 70m 가량의 제한된 공간에 장치를 배열해야 한다는 측면에서 각 장치들에 대해서 Compact한 설계와 증류탑의 경우에 높이를 30m 이내로 제한하여야 한다는 제약점이 있다. 본 연구회에서는 천연가스 제반 처리공정(전처리, NGL 회수공정 및 액화공정)에 대해서 육상플랜트 설계와 해양플랜트 설계시의 유사점과 차이점에 대해서 제공하고자 한다. 또한 천연가스 전처리 공정의 기본설계를 위한 전산모사에 필요한 새로운 열역학적인 접근방법인 통계열역학에 기반한 SAFT 모델식과 PC-SAFT 모델식에 대한 소개를 하고자 한다.

C1 가스란 CO2/H2/CO의 혼합 가스나 바이오가스 및 셰일가스에서 유래한 메탄 등 탄소수가 1개인 가스를 총칭하는 개념이다. 국내 석유 의존도 완화와 온실가스 감축은 물론 전 세계적인 C1 가스 산업화와 자원 개발 붐에 적극 대응하기 위해서는 C1 가스를 활용한 수송용 연료 및 기초 화학원료 제조 원천기술 개발이 필수적이다. 여기서는 C1 가스 리파이너리 연구 분야 중에서 바이오, 화학, 화공 분야에서의 최신 연구동향에 대하여 소개하고자 한다.

건설에 있어서 없어서는 안 되는 핵심소재는 당연히 콘크리트로 알려져 있다. 즉 콘크리트는 고층건물, 도로 또는 교각 등의 주요 건설 구조물에 필수불가결한 재료이다.
사실 콘크리트는 시멘트와 모래, 자갈 등의 골재에 물을 부어 반죽하여 만드는 단순한 재료가 아니다. 콘크리트가 그 기능을 발휘하기 위해서 반드시 첨가되는 유기화학소재가 있는데, 이것을 화학혼화제라 한다. 화학혼화제는 특수한 형태의 계면활성제로서 시멘트 중량의 1% 내외로 첨가되어 콘크리트 전체 성능을 좌지우지하는 중요한 재료이다.
화학혼화제는 다소 생소한 면이 있어 국내 화학소재 분야의 우수 인력들에게 노출 기회가 적은 것이 현실이므로 본 기회를 통해서 건설 화학혼화제와 관련된 기술을 소개하고자 한다.

● 글로벌 트렌드 신재생에너지를 전력그리드, 건물, 산업, 수송 분야에 효율적으로 연계할 수 있는 통합기술의 중요성이 대두되면서 신재생에너지 및 다른 기술의 다양한 융합이 가속화될 것으로 예상됨.
- 현재의 중앙 집중 및 수직통합 방식의 전력망이 점차 수평분권화 및 소형화로 변화하며 기존 기술은 새로운 융합의 형태로 발전되고 있음.
- 세계 전력수요는 경제성장과 함께 지속적으로 증가할 전망이며 신재생에너지 보급이 증대될수록 전력생산 변동 등 간헐성 문제의 극복이 필요함.
● 시장현황 및 전망 신재생에너지 시장은 에너지 저장장치, 수요관리시스템, 다른 기존기술과 융합하여 기존의 단일 원별 시장에서 토탈 솔루션 시스템 사업으로 확대될 전망임.
● 해외 선진기업들도 서로 다른 발전원과 에너지저장장치, 에너지관리시스템 등 기존 산업 및 ICT간 융합화를 통한 신시장 진입 모색하고 있음.
이러한 관점에서 본 연구회에서는 도심 내 건물/구역 및 산업단지 등에 태양광, 연료전지, 소형풍력, ESS, ICT, 히트펌프 등 다양한 기술의 융복합을 통해 에너지 효율을 극대화하는 발전기술 및 시스템을 중심으로 하는 도심형 신재생 에너지 발전소(1), 도서 등 계통연계가 어려운 지역에 적합한 2종 이상 신재생 에너지원 하이브리드 전원 독립형 발전시스템의 안전성 및 경제성을 고려한 통합설계 및 EMS(Energy management system), O&M(Operation & maintenance) 기술이 최적화된 시스템을 중심으로 하는 독립형 에너지 자립 시스템(2), 신재생에너지 발전을 통한 전기 생산 뿐 아니라 차별화된 신재생융합원천기술을 기반으로 수소 및 합성 가스로의 변환 및 그리드 망으로의 통합을 통해 전기/가스를 수요에 따라 조절하는 솔루션을 중심으로 하는 신 P2G 하이브리드 솔루션(3) 등을 기술하도록 하겠다.

본 정보 IP 사업은 기존의 카본과 금속 산화물 촉매를 대체할 것으로 여겨지는 질화물 촉매에 대해 소개하는 것이 목적이다. 카본 나이트라이드나 전이금속 나이트라이드와 같은 높은 질소 함량을 갖는 촉매의 최신 합성 방법, 특성 그리고 유기, 전기, 광촉매로의 이용에 대해 알아보고 촉매 성능 개선을 위한 방법에 대해 생각해 보고자 한다.

플라즈모닉스(plasmonics)에 대한 연구는 전 세계적으로 매우 빠르게 진행되고 있으며, 바이오센서, 가스센서, 태양전지, 발광다이오드 등에 광범위하게 응용되고 있다. 플라즈모닉스는 빛이 금속표면에 조사될 때, 금속의 자유전자와 전자기장 사이의 상호작용을 연구하는 학문분야이며, 전자와 빛의 상호작용 결과로 유도된 집단적 진동파인 표면 플라즈몬(surface plasmon)에 의한 광학특성을 연구한다. 표면 증강 라만 산란 분석법 (SERS, surface-enhanced Raman spectroscopy)은 나노크기의 금속 표면 위나 가까이에 존재하는 분자의 라만산란신호가 수십 억 배까지 증폭되어 분자량이 작은 바이오물질이나 화학물질의 극미량을 분석하는 연구방법이다. 나노크기의 금속구조에서 발생하는 표면 플라즈몬을 국소표면플라즈몬공명(LSPR, localized surface plasmon resonance)이라고 하고, LSPR은 금속 나노구조의 모양과 성분, 주위의 미세한 환경변화에 크게 영향을 받으므로 LSPR특성을 고감도 센서로 활용 가능하다. 본 연구에서는 다양한 금속 나노구조 배열의 제조방법과 특성을 활용한 SERS와 LSPR센서에 대한 플라즈모닉스 에 대한 정보를 제공하고자 한다.

최근 주변에서 버려지는 기계적 에너지를 모아서 사용한다는 개념의 에너지 하베스팅 또는 자가발전 소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 우리가 주변에서 활용할 수 있는 기계적 에너지는 매우 다양한데, 심작박동, 혈류, 산들바람, 소리 (음파) 또는 키보드를 타이핑하고, 고개를 돌리고, 기재개를 켜는 등 사람의 움직임, 그리고 세탁기, 냉장고 등의 진동하는 움직임 등이 모두 활용 가능한 에너지에 속한다.

삼중수소 핵융합을 위한 수소 동위원소들(H2, D2, T2, HD, HT 및 DT)의 헬륨냉동사이클을 이용한 심냉분리공정에 대해서 소개한다. 특히 PRO/II 또는 Aspen Plus와 같이 상용성 화학공정 모사기에는 이러한 성분들의 열역학적인 물성과 전달물성이 내장되어 있지 않기 때문에 Fixed properties와 Temperature-dependent properties에 대한 기본물성 자료를 입수하여 화학공정 모사기에 내장시켰으며 이를 적절한 열역학 모델식을 사용하여 실험 데이터를 잘 맞추도록 조절하였다.

최근 전 세대를 아울러 건강한 삶을 지향하고 있으며, 건강한 삶과 식단 혹은 음식은 불가분의 관계를 지니고 있다. 요즘 각 가정에서도 로컬 푸드(Local-Food)를 섭취하거나 지역의 신선한 재료를 다양한 발효식품을 제조하는 등 자연친화적인 음식문화가 자리 잡고 있다. 발효음식 가운데 가장 대표적인 것이 식초라고 할 수 있다. 식초[vinegar, 食醋]라 함은 곡류, 과실류, 주류 등을 주원료로 하여 발효 제조하거나 이에 곡물 당화액, 과실착즙액 등을 혼합·숙성하여 만든 발효식초와 빙초산 또는 초산을 먹는 물로 희석하여 만든 희석초산의 두 가지를 가리킨다. 이 두 가지 모두 총산(초산으로서, w/v%) 수치는 4.0∼20.0(다만, 감식초는 2.6 이상)의 값을 가진다. 식초는 우리가 늘 섭취하고 있기도 하고, 식초에 관한 많은 책과 자료들이 주변에 있어서 더 이상 연구할 내용이 없다고 착각하기 쉽다. 그러나 사실 식초의 기능성과 성분에 대한 연구는 거의 이루어진 것이 없을 정도로 미미하다. 따라서 이 정보제공에서는 식초의 제조와 관련된 (생)화학적 반응과 발효조건의 정량화, 영양학/미용학적 응용을 비롯한 다양한 생리활성 물질에 관한 최신 자료를 정리하여 제공하고자 한다. 미래 식초의 적용가능 분야는 다음과 같다.
▩음료식품, 식품가공업 첨가용- 홍초, 감식초 등
▩건강 기능성식품- 항 비만효과(혈중지질감소효과, 콜레스테롤감소) 등
▩화장품첨가용- 천연클렌징제품, 헤어제품-pH와 acetic acid를 이용한 각질제거 등
▩생활필수품 첨가용- 항균작용 이용한 가정소독용품 등
▩천연방제 첨가용- 성장식물의 탄저균 억제효과 등

석유의 과도한 사용은 지구 온난화와 화석 연료의 고갈을 야기하며 이는 미래에 심각한 위협이 된다. 이산화탄소의 환원과 물 분해는 이러한 문제를 해결할 수 있는 방법으로 각광받고 있는데, 이산화탄소 환원은 이산화탄소를 메탄과 같은 탄화수소로 변환하고 물 분해는 물을 수소와 산소로 분리함으로써 온실가스 감축과 탄소 순환 공정의 실현이 가능하다. 이러한 기술은 크게 전기 혹은 태양 에너지를 활용하는 접근법(인공 광합성)으로 나눌 수 있으며, 본 사업에서는 이에 대한 이론적 지식과 최신 연구 동향을 살펴보고자 한다.

최근 촉매분야 연구의 세계적인 추세는 (1) multi-metallic nanoparticle 합성 및 활용, (2) synchrotron 기반의 촉매특성분석, (3) DFT(density-functional-theory)를 바탕으로 한 원자단위 촉매 모델링 등으로 요약할 수 있다. 본 사업에서는 이러한 세계적인 추세에 맞춰 촉매분야의 최신 연구동향에 대한 정보를 제공하고자 한다. 특히 촉매분야에서 세계적으로 권위 있는 학술지에 게재된 연구내용을 중심으로 에너지 관련 촉매분야의 최신 연구동향에 대한 정보를 제공하고자 한다.

차세대 나노 신소재 물질로 주목받고 있는 graphene(그래핀)은 소재, 전자, 바이오 등 다양한 분야에서 활발하게 연구되고 있다. 맨체스터 대학의 가임 교수와 노보셀로프 교수는 그래핀을 연구한 성과로 2010년에 노벨상을 수상하였다. 여기서는 그래핀의 합성과 다양한 응용 분야 중에서 바이오 의학 분야에서의 최신 연구동향 및 인체 및 환경에 미치는 영향에 대하여 소개하고자 한다.

최근 새로운 고부가가치 재료로 두각을 나타내고 있는 하이드로겔 물질 중의 하나인 박테리아 셀룰로오즈는 물리적, 화학적, 생물학적 측면에서 다양한 개발과 응용이 연구되고 있어 박테리아 셀룰로오즈 특징과 제조 방법을 간단히 소개하고 최근 보고되고 있는 연구 결과물에 따른 다양한 응용에 대하여 소개하고자 함.

세계 각국은 석유고갈에 따른 에너지 안보 차원에서 에너지원 다양화와 기후변화 대응 가능한 바이오연료 상용화 개발에 전력을 다하고 있다. 바이오연료는 기존 화석연료 대비 배출가스가 감소하며, 온실가스의 주범인 이산화탄소의 감축에 상당한 효과가 있는 것으로 알려지고 있다. 따라서 본 정보제공에서는 바이오매스의 열화학적 변환공정 개발과 이를 통한 연료생산에 대한 기술개발 현황 분석을 통하여 연구자들에게 연구의 방향성을 제시하고자 한다.

대학이나 연구기관 등에서 연구개발 활동의 다양화와 융합화에 따라 실험실에서 다양한 종류의 화학물질의 취급 사용과 함께 실험실의 수행업무도 복잡 다양해져 실험실에서 사고의 개연성이 크다. 또한, 실험조건이 극한의 온도와 압력하에서 수행되는 경우가 많아서 화재 폭발 사고 등으로 인명피해가 발생되고 있다. 본 연구회에서는 연구실사고의 사고원인 분석 관련 연구와 화학물질에 의한 사고사례의 원인분석과 안전대책에 관한 최근의 연구 및 세미나 발표자료 등을 제공하여 연구원들이 안전한 연구실환경에서 연구활동을 할 수 있도록 연구환경 기반조성에 기여하고 연구실안전에 관한 정보를 교환할 수 있는 만남의 장을 제공하고자 한다.

고체산화물 연료전지는 일반적으로 750-1000℃에서 작동하므로 배출가스가 고온이어 활용도가 높음. 또한 연료전지는 공급된 연료를 100% 소비하지 않고 30% 정도의 미반응 연료를 배출함. 연료전지 스택과 여타 동력발생장치를 통합하고, 고온의 배출가스와 미반응 연료를 적절하게 활용하면 전력을 추가적으로 생산하여 시스템 발전효율을 개선할 수 있음. 이러한 시스템 구성방법을 “연료전지 하이브리드 시스템”이라 통칭함. 연료전지가 상용화 되어감에 따라 발전효율 향상 기술 개발이 절실히 요구되고 있으며, 이를 위하여 연료전지와 다양한 발전설비 등을 연계한 하이브리드 발전시스템을 구현함으로써 효율향상 목표를 달성할 수 있음. 이러한 관점에서 본 연구회에서는 연료전지 하이브리드 발전시스템 구성요소들과 스택, BOP, 전산모사, 발전시스템 기술, 엔지니어링 기술 등을 중심으로 국내외 최신 연구개발 동향과 전망을 기술하도록 하겠음.

의료용고분자 관련 분야는 선진 각국에서 21세기 핵심 첨단산업으로 지정하여 지원을 강화하면서 국가 경쟁력 강화는 물론이고 장래 산업 주도권 확보를 위한 경쟁이 치열해지고 있으며, 기술 집약 및 에너지 절약 산업으로서 의료산업 고도화를 위한 가장 핵심적인 분야중 하나임. 본 IP에서는 의료용고분자의 약물전달, 조직재생, 분자영상 등의 활용 분야 관련하여 국내외 학회 활동에 대한 최신 정보를 제공하고자 함.

지구온난화 방지 수단 중 산업 활동에 의해 배출되는 온실가스를 최소한으로 억제하는 것이 가장 중요한 방법 중 하나로 부각되고 있다. 온실가스 중 많은 배출량으로 인하여 이산화탄소가 주목을 받고 있으나 이산화탄소 대비 반감기가 길고 지구온난화지수(GWP)가 21-23,900배 높은 특징을 가지는 Non-CO2 온실가스의 저감 역시 지구온난화 방지를 위해서는 반드시 필요한 기술이다. 그러나 이에 대한 연구는 상대적으로 미미하여 상용화를 위해서는 많은 기술적 난관을 극복해야만 한다. Non-CO2 온실가스는 교토의정서에서 CH4, N2O, HFCs, PFCs, SF6로 규정하였으며 최근 NF3가 추가되었다. Non-CO2 온실가스 제거 기술은 촉매, 공정 기술 개발이 핵심으로 화학공학, 재료공학, 화학, 기계공학 등 다양한 전공의 협업을 필요로 하는 분야이다. 본 정보에서는 Non-CO2 온실가스에 대한 일반적인 현황과 각 온실가스 저감 기술에 대한 최신 연구동향을 분석한 자료를 제공함으로써 관련 분야 전공자들에 대한 지식 제공 및 온실가스를 감축하여야 하는 산업체에 도움을 주고자 한다.

재생 가능한 자원으로 만들어지는 천연고분자, 바이오 고분자 및 합성 고분자들은 지속가능하며, 환경 친화적인 플라스틱으로 21세기에 화두가 되고 있으나 아직까지는 석유화학원료로부터 합성된 썩지 않는 많은 양의 범용성 플라스틱이 사용되고 있다. 최근 들어 세 가지 관점에서 생분해성 고분자들이 많은 관심을 받고 있다. 첫째로 채취하기 쉬운 자원의 고갈에 따른 석유화학제품의 가격 상승, 둘째로 폐플라스틱에 대한 환경 및 경제적인 관심, 셋째로 석유화학 원료로부터 얻어진 소재의 제조에 따른 이산화탄소 과다 배출 등의 관점에서 제조 공정상에서 이산화탄소를 저감할 수 있는 PLA (Polylactide), CO2 polymer와 같은 생분해성 고분자에 대한 상업적 응용에 대한 관심이 고조되고 있다. 이러한 관점에서 본 연구 IP에서는 다양한 친환경 고분자 소재와 관련한 최신 연구 동향 및 결과를 제공하고, 이들의 합성을 가능케 하는 다양한 종류의 전이금속을 포함하고 있는 유기금속촉매에 대한 최신 연구 결과도 같이 제공할 예정이며, 국내외 학회 동향이나 현재 상황에서의 문제점 등에 대해서도 정보 제공을 할 예정임.

이차원 물질은 일차원 물질과 비교했을 때 복잡한 구조를 제조하기가 상대적으로 쉬워 차세대 나노전자소자의 물질로 이용하기에 매력적이다. 다양한 물리적인 특성과 높은 이동성을 갖는 이차원 물질인 graphene은 가장 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 순물질의 graphene은 트랜지스터를 포함한 다양한 응용분야에서 필수적인 밴드갭을 가지고 있지 않다. 이러한 graphene이 밴드갭을 갖게 하기 위해서는 복잡한 제조과정이 필요하다. 전이금속 dichalcogenide 계열의 물질인 MoS2, WS2, TiS2, TaS2 등과 같은 결정은 수직적으로 쌓여있는 구조이고 van der Waals 상호작용으로부터 층을 형성하고 있다. 따라서 graphene과 같이 단일층으로 형성할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한 단층 dichalcogenide sulfide의 경우 고유 밴드갭을 가지고 있고 mobility 또한 고유의 값을 가지고 있다. 따라서 이러한 물질을 전자 소자로 응용하기에 충분한 매력을 지니고 있다. 본 사업에서는 이러한 금속 황화물의 제작 및 소자 적용과 관련된 최신 연구 동향을 살펴보고자 한다.

합성연료인 CO 와 수소를 생산하는 많은 공정들 중에서 최근에 회자되는 것으로는 H2O-CO2 coelectrolysis 가 있는데, 이 기술은 기존 합성가스들을 생산하는 기술들과는 다르게 신재생에너지의 고효율 저장과 이송, 그리고 이산화탄소의 화학적 전환을 고려한 물과 이산화탄소로부터 합성가스 생산을 위한 신개념 고효율 전극 소재와 복합 촉매소재의 개발이 매우 중요하게 취급되고 있다. 기본 개념은 물과 이산화탄소로부터 합성가스를 제조하기 위한 동시 전기 분해 시스템을 개발하는 것으로서 아래 그림에 잘 나타나 있다.

지금 전 세계는 고갈되어 가는 화석연료와 증가하는 환경규제에 대응하여 다양한 형태의 새로운 에너지 변환 및 저장 기술을 확보하기 위해 치열한 연구를 계속하고 있다. 그 중에서 고효율, 청정의 차세대 에너지원으로 관심을 끌고 있는 다양한 에너지 변환 및 저장 소자들은 대부분 산화물 기반 고온작동이라는 공통점이 존재한다. 대표적으로 고체산화물연료전지, 전고체배터리, 열전소자, 고체산화물전해소자 그리고 고온멤브레인소자는 물리, 화학과 재료공학을 아우르는 응용 분야들이고, 기본적으로 무기소재 기반의 전기화학 및 이온공학의 원리를 이용한 첨단 기술이라 할 수 있다. 하지만 산화물 기반 재료가 가지는 공정비용, 고온운전의 낮은 소자 신뢰성 및 복잡한 반응기구 등의 난제들이 놓여 있는 것도 사실이다. 본 연구 정보 제공에서는 다양한 산화물기반 고온에너지 변환 및 저장 소자에서 전기화학/무기소재화학이 어떻게 사용이 되는지 그리고 주요 핵심 기술이 어떤 것이 있는지 살펴보고, 전기화학/무기소재화학의 기초 지식뿐만 아니라 최근 동향을 통해서 앞으로의 연구 방향을 모색하도록 하겠다.

액정 (Liquid Crystal, LC)은 분자수준에서의 우수한 자기조립현상과 외부장에 대한 제어라는 매우 우수한 물성을 가지고 있음. 그러나 이러한 액정의 우수한 물리 화학적 장점은, 성공적인 응용사례로 꼽히는 LCD 라는 하나의 기술에 가려져, 다른 분야로의 기초 및 응용 연구가 충분히 발전되지 못하고 있는 상황임. 최근 세계적으로 LCD 이외에 액정을 이용하여 수행할 수 있는 다양한 연구들에 대한 시도를 하려는 움직임이 있음. 본 사업에서는 총 8회에 걸쳐, 다양한 액정 기반의 연구 주제를 선정하여, 다양한 액정 분야의 연구내용을 관련 연구자들에게 소개하고 새로운 비전을 제시하고자 함. 이는 LCD라는 하나의 응용기술에 갇혀있는 액정분야의 연구저변을 다각화 하는데 기여할 수 있을 것으로 예상함. 또한, 액정 분야의 주요 국내외 학회의 동향을 다룰 계획임.

노쇠해가는 인체의 일부분이나 질병 또는 사고 등으로 잃어버린 기능을 대체 또는 보충하기 위해 사용되는 의료용고분자의 개발과 최신 연구동향에 관하여 정보를 제공함. 의료용고분자가 갖추어야 할 기본 성질인 생체적합성, 생분해성 등에 대한 이해와 단백질, 다당류, DNA 등의 천연 고분자재료 및 화학적인 합성을 통해 얻을 수 있는 합성 고분자재료의 다양한 특성 등에 관한 정보를 제공함. 의료용고분자의 약물전달 및 생체조직공학에의 응용 관련하여 최신 연구동향을 제공함.

- 현재 에너지 저장 시스템으로 가장 널리 이용되고 있는 리튬 이온 전지를 전기자동차에 적용하는 경우 1회 충전으로 200km 이상 운행이 어려우며, 전력저장용의 경우 수시간 작동이 어려워 장주기용 에너지 저장 시스템에는 한계가 있음. - 기존 리튬이온전지의 에너지 밀도를 5~10배 이상 향상시킬 수 있는 초고용량 차세대 에너지 저장 시스템인 공기전지와 황전지의 개발이 반드시 필요함. - 이를 위해 높은 충전 전압을 낮추고 수명을 향상시킬 수 있는 전극 및 전해질 소재, 분리막 등에 소재 분야의 최신 연구 동향을 조사하여 습득할 필요성이 있음.

'하이테크 산업의 비타민'이라고 불리는 희귀금속은 첨단산업에 반드시 필요한 물질로서 산업사회의 고도화에 따라 그 사용량이 꾸준히 증가하고 있다. 하지만 희귀금속은 지역적 편재성이 강하고 그 매장량이 극히 제한되어 있어 공급 불안정성과 가격 변동성이 대단히 높은 물질이다. 따라서 지속적인 국가발전을 영위하기 위해서 희귀금속의 회수에 관한 지속적인 연구가 범국가적으로 이루어지고 있다. 본 연구 IP에서는 이런 희귀금속 회수에 관한 생체흡착소재의 연구동향과 전망에 대해 정보를 제공하고자 한다.

1990년대 초부터 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 DFT(density functional theory calculation) 모델로부터 다양한 촉매의 표면 반응에 대한 이론이 발전을 해왔다. 모델링에 의한 결과는 새로운 촉매 디자인이나 이미 존재하는 촉매의 활성에 대한 근원을 밝히는데 많은 기여를 해오고 있다. 최근에는 이러한 이론 모델이 연료전지, 태양전지, 배터리, 수전해 등의 전극물질에 적용이 많이 되고 있다. 본 연구 정보 제공에서는 다양한 신 재생 에너지(renewable energy) 생산 및 저장 분야에서 분자 전자 설계를 통한 촉매가 어떻게 사용이 되는지를 알아보고, 주요 핵심 기술이 어떤 것이 있는지 살펴보고, 최근 동향을 통해서 앞으로의 연구 방향을 모색하도록 하겠다.

하이드로포빈(hydrophobin)은 “아미노산이 100-150개 정도의 작은 단백질로 시스테인 아미노산이 풍부(cystein-rich protein)하며 오직 균사형 곰팡이(filamentous fungi)에서만 발현된다. 이 단백질은 소수성으로서 지방에 잘 녹는다. 또한 비누처럼 양쪽성(amphiphilic)의 성질도 가지고 있다. 이 단백질은 물체의 표면에 소수성 코팅을 가능하게 하는 성질이 있어 알려지게 되었다. 이러한 하이드로포빈은 강한 자기조합능을 가지고 있어 생체적응재료의 나노성 구조 조직이 요구될 때 훌륭한 재료가 된다. 1991년 Schizophyllum connune에서 최초로 분리되었다. 물리화학적 그리고 생화학적 성질에 따라서 제1군(class I)과 제2군(class II)로 구분된다. 최근 독일의 BASF사에서 하이드로포빈의 대량생산 소식이 들려오면서 다양한 응용분야에 대한 관심이 더욱 증폭되고 있다. 하이드로포빈(hydrophobin)의 적응(응용) 분야는 다음과 같다. ▣ 의료용 소재의 코팅재료 - 치과용 임플란트 재료의 코팅제. ▣ 구조물질의 기능성 코팅 - 발수폼 제품 ▣ 화장품 첨가용 - 로션 등 피부화장품. 케라틴 부착 단백질로 네일 색상 증대 ▣ 식품 첨가용 - 맥주 등 거품생성 음료 ▣ 화학 산업 - 열가소성 플라스틱 입자의 코팅을 통한 생산성 증대

특수증류공정이란 공비점을 형성하여 통상적인 증류방법으로 각각의 거의 순수한 성분으로 분리가 불가능하거나 비점 차이가 거의 나지 않기 때문에 증류탑의 단수 및 환류비가 매우 커지는 경우에 적용할 수 있는 증류공정이다. 또한 가역반응이 이루어지는 계에 대해서 반응기와 증류탑을 나란히 연결할 경우 평형 전환율 이상으로 제품을 얻어낼 수 없는 경우에 반응과 분리가 동시에 일어나도록 하는 경우에도 적용할 수 있다. 그리고 원유정제공정과 같이 원료액은 하나이고 가솔린, 등유, 경우, 중유 및 상압 잔사유와 같이 여러 가지 제품을 얻어내는 공정도 이에 해당한다. 특수증류공정은 공비증류, 추출증류, 압력변환 증류, 반응증류, MVR을 활용한 증류공정이 있다.

최근 인류는 에너지 고갈 및 기후변화와 같은 글로벌 이슈의 해결을 위해 다양한 저탄소 연료 개발에 노력을 경주하고 있다. 다양한 연료 중, 수소는 현존하는 화석연료 기반의 탄소경제를 대체할 수 있는 전도유망한 대안으로서 많은 관심을 받아왔다. 대표적인 친환경 연료인 수소를 기반으로 하는 수소경제는 수소제조, 저장, 및 이용에 관한 혁신적 기술개발을 통해 구현 가능한데, 특히 고용량 수소저장기술은 상술한 수소경제 기반을 구축하는데 조속히 해결해야 할 핵심기술이다. 본 정보를 통해, 다양한 수소저장기술 중, 화학적 수소저장물질에 대한 최신 연구동향을 소개하고 이를 이용한 연료전지에의 응용을 소개할 예정이다.

“환경지향”, “환경대응”을 기본으로 하는 녹색환경의 권장과 이에 대응할 수 있는 소재기술은 세계적으로 개발, 연구가 활발히 이루어 지고있는 추세이다. 본 연구 IP 에서는 고분자물질중에서 특히 생분해성 고분자의 연구개발 동향과 이들 재료들의 물성, 사용현황 등에 대해 Review 하고, 소재를 실제 사용하기 위해서 각각 생분해성 소재 종류별로별로 필요한 고분자물성 검토와 연구상황을 분석한다. 또한, 향후의 생분해성 재료를 사용한 산업전반 및 의료, 전기전자 분야에서의 수요 요구사항 및 이들 재료의 적용 가능성에 대해 검토한다. 마지막으로 생분해성 고분자 관련 해외학회및 각종 연구회 조직 활동동향 및 연구동향에 대하여 정리 요약한다.

기존 SOFC 형태의 단점을 보완하는 개량 형 SOFC 셀 형태 중 가장 장점이 많고 경제성이 우수한 세그먼트 SOFC 는 세라믹 지지체 위에 다수의 SOFC 셀이 코팅된 기본 구조를 갖는다. 단위전지들이 직렬형태로 연결된 기본 구조 특성을 갖는 모듈이어서 고전압 저전류 출력으로 고효율 발전이 가능하며, SOFC 스택 부피 감소가 가능하여 시스템 간략화가 가능하다. 또한, 섭씨 800도의 고온에서 운전되기 때문에 재료간의 반응문제 및 신소재 개발, 전극특성 향상, 세그먼트 SOFC 스택 제조, 운전시험 평가 등이 주요한 연구개발 핵심 이슈로 대두되고 있다. 특히 세그먼트 SOFC 를 실용화 및 실증하기 위해서는 장수명, 고성능의 세그먼트 SOFC 소재, 단전지와 스택 및 발전시스템 기술 등이 개발되어야 한다. 이러한 관점에서 본 연구회에서는 세그먼트 SOFC 구성요소들과 단전지, 스택, 발전시스템 기술을 중심으로 국내외 최신 연구개발 동향과 전망을 기술하도록 하겠다.

가스 하이드레이트는 적절한 온도 및 압력조건하에서 물이 만들어낸 3차원의 격자구조에 저분자량의 가스분자가 물리적으로 포집되어 형성된 결정체이다. 차세대 에너지원으로 주목받고 있는 천연가스 하이드레이트는 역내 부존 에너지원이 매우 부족한 우리나라에서는 큰 관심을 받으며 개발생산연구가 이루어지고 있다. 하지만 천연자원으로서의 측면이 아니라 가스 하이드레이트를 이용한 다양한 응용공정기술의 활용도 수행되어 지고 있는데 이에 대한 관심도는 상대적으로 주목을 받지 못하고 있다. 주요 이용기술로는 CO2의 포집, 천연가스의 수송 및 저장, 유동안정성 확보기술, 해수 담수화, 가스 분리공정의 강화, 히트펌프를 위한 열유체로의 이용 등이 있다. 아직까지 본격적인 상업화 공정기술로의 발전을 이루어지고 있지 않지만 가스 하이드레이트의 잠재적 가치를 알아본 많은 연구자들에 의해 이용기술로의 발전이 이루어지고 있다. 본 연구정보에서는 가스 하이드레이트와 연관된 물리화학적 특성연구와 주요 응용공정기술개발의 연구동향 및 최신결과를 조사, 분석해보고자 한다.

원자력 분야에 적용되는 화학공학 분리공정의 기술현황을 분석하여 우라늄 농축에서 사용후핵연료 재처리에 이르는 단계별 기술을 설명하고 화학공학 분리기술의 적용성을 제고한다. - 우라늄 및 우라늄 화합물 공정 - 핵분열 생성물 및 악티나이드 공정 - 사용후핵연료 재처리 공정

21세기의 화두는 온실가스 배출을 저감하여 지구온난화에 의한 기후변화를 방지하는 일이다. 석탄화력발전소와 같은 대규모 고정원에서 배출되는 이산화탄소는 이를 포집하여 저장하는 기술(CCS : Carbon Dioxide Capture & Storage)이 가장 유력한 기술로 부각되고 있으나, 처리비용이 고가이며 우리나라의 경우 충분한 저장 공간을 확보하지 못한 문제점을 내포하고 있다. 따라서 별도의 저장 공간을 필요치 않으며, 버려지는 이산화탄소를 유용한 자원으로 전환시키는 기술 개발을 적극 고려하여야 한다. 포집된 이산화탄소를 이용하여 건축자재, 고분자, 비료 등 유용한 자원으로 전환시키는 기술은 기술적 한계는 많지만 이를 극복할 경우 지구온난화 방지와 함께 부가가치를 창출할 수 있는 유망한 분야이다. 본 연구정보에서는 이산화탄소 전환기술에 대한 각국의 지원 프로그램 및 선진 연구기관의 최신 연구동향에 대하여 분석하고자 한다.

2000년대 초반 각광을 받던 광촉매를 이용한 환경오염물질 처리연구는 낮은 효율 및 경쟁력 문제로 많이 위축 되었다. 하지만 나노기술의 발달로 고성능 광촉매를 제조하는 기술이 개발되고 있으며, 특히 에너지 분야 적용 가능성에 대해서도 관심을 받고 있다. 현재 진행되고 있는 광촉매 소재 관련 연구에 대해서 정보를 공유함으로서, 미래 산업의 핵섬인 환경 빛 에너지 분야의 소재 개발에 도움이 되었으면 한다.

전 세계적으로 고유가, 에너지안보에 대한 관심사 증대, 대기질 문제 그리고 기후변화 대응에 대한 온실가스 감축 등의 수단으로 수송분야에서 대체연료로서 바이오에너지의 사용이 증가하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국내·외 바이오에너지(바이오디젤, 바이오에탄올, 바이오가스 등)의 최신 보급동향과 보급정책 그리고 바이오에너지의 보급에 대한 지속가능성 기준의 개발 및 도입현황 등을 세계 지역별로 분석한다. 또한 수송용 연료(휘발유, 경유, 천연가스) 대체로서 바이오에너지의 국내·외 기술개발 연구현황 분석을 통하여 국내 연구방향을 모색하는 데 중요한 연구자료를 제공하고자 한다.

본 연구 정보는 신성장 동력분야인 NT, BT, IT 융합분야의 나노바이오 융합 기술로 바이오 메디컬, 조직 공학, 바이오 센서등 다양한 바이오 응용에 적용되고 있으며, 2010년 노벨 물리학상을 받으며서 최근 각광을 받고 있는 그래핀은 탄소를 기반으로 한 신소재로서 물리적, 화학적, 구조적으로 안정적이고 표면이 π-π stacking에 의한 다양한 유기/바이오 물질들과 특이적 결합을 유도할 수 있어 나노바이오 융합 연구로서 응용이 활발히 진행되고 있다. 이와 관련하여 그래핀을 이용한 최신 바이오 응용 연구 동향 및 연구 전망에 대하여 알리고자 한다.

생체를 구성할 뿐만 아니라 유전 정보를 활용하는 주요 구성 성분인 단백질, 탄수화물, 핵산 등이 유기 고분자 재료라는 사실은 이제 상식이 되었고, 생화학 및 분자생물학의 눈부신 발전과 최근의 나노 기술의 비약적인 성장이 만나게 되는 2000년대 초부터 나노바이오 기술이라는 새로운 융합 연구 분야가 대두되고 있으며, 이들의 경계를 허물어 또 하나의 큰 연구 영역으로 발전시킬 수 있는 연결 고리(messenger)가 천연고분자와 합성고분자를 모두 포함하는 고분자 재료라 생각되는 바, 나노바이오 기술에 적용 가능한 고분자 재료의 종류 및 합성법, 이들을 이용한 나노바이오 소재의 제조 및 응용에 대한 연구 동향을 알아본다.

휴먼 지놈이 완벽하게 해독되었으나 생명현상을 설명하기에는 단백질을 코딩하는 유전자의 수가 너무 적다는 것이 밝혀짐에 따라 휴먼 지놈 해석 이후의 생명현상을 이해하기 위한 functional genomics의 연구가 중요한 이슈로 부각되고 있다. Functional genomics의 가장 긍극적인 목적은 바로 유전자와 표현형과의 상관관례를 정확히 밝히는 것이다. 생명체의 표현형은 유전자와 환경의 상호작용의 결과로 나타나며 이러한 표현형은 주로 생명체가 향상성을 유지하려는 세포내 소기관의 대사산물에 의해 조절된다. 이러한 현상을 밝히기 위한 Omics 기술의 최신 동향을 biofuel 개발과 접목하여 설명하고자 한다.

탈모의 원인은 여러 가지가 있고 사람마다 양상이 다르듯이 원인도 다양하다. 남성의 머리카락은 20대를 절정으로 점점 얇아지며, 여성의 경우는 좀 더 늦은 40대에 점점 얇아지기 시작한다. 그러므로, 남성은 20대부터, 여성은 30대부터 모발관리가 필요하다. 탈모에 유형에는 원형성, 감염성, 영양결핍성, 종양성, 모발 구조 이상으로 생기는 탈모로 나눌 수가 있다. 이러한 치료를 위해 의약품으로 미녹시딜(minoxidil)과 프로페시아(propecia,성분 피나스테라이드)등을 사용하고 있다. 그러나 약물 요법은 여러 가지 부작용을 염려해야하고 장기 복용을 함으로써 두피 외의 다모증을 유발하여 엉뚱한 곳에 모가 날 수 있다. 최근 화장품 업계에서 육모나 발모촉진에 좋은 성분들을 함유하고 있는 한방 샴푸가 많이 유통되고 있으나 그 효과는 미비하다. 본 연구회에서는 천연물질로써 어떠한 성분들이 모발의 육모 양모에 도움 되는지에 대한 최신 연구정보와 최근 연구 동향 등을 제공함으로써 모발 관련 연구 및 제품 개발에 관한 정보 수집 및 과제 도출 등에 도움을 주고자 한다.

바이오매스로부터 연료가스나 합성가스, 혹은 합성석유를 얻기위하여 가스화공정에 많은 관심이 쏠리고 있다. 순환유동층(CFB)는 고체의 순환을 유도하면서 전형적인 유동층에 비해 빠른 유속으로 운전되어 기-고체 접촉, 층과 벽사이의 열전달, 촉매의 재생, 반응의 선택도를 향상시켜주므로 다양하게 응용되고 있다. 가스화생성가스의 질과 탄소전환율을 향상시키기위하여 가스화구역과 연소구역을 물리적으로 분리한후 연소로 데워진 고체를 가스화구역으로 순환시켜 반응을 촉진하고자 하는 dual 유동층 가스화 시스템에 대한 개발이 활발하다. 매우 다양한 구조가 시도되고 있으며 그 조업과 문제점, 그리고 개발에 관련되어 고려해야 할 실질적인 특이 사항 등을 사례별로 상세히 살펴보고자 한다.

지금까지 세계의 에너지는 석탄, 원유, 천연 가스 등의 에너지원에 많이 의존하고 있다. 사용함에 따라 점점 줄어드는 한정된 원천에 의존하는 비 재생 에너지(nonrenewable energy)인 화석 연료는 회복하려면 너무 비싸거나 환경적으로 피해를 많이 주게 된다. 따라서21세기 미래에 인류의 생존과 건강, 풍요로운 생활을 위해서는 청정에너지(clean energy) 창출이 요구된다. 이를 달성하기 위해서 가장 필요한 핵심 기술 중에 하나는 전기 화학 촉매(electrocatalysts)를 이용한 에너지 변환, 에너지 생산, 에너지 저장이라 할 수 있다. 대표적으로 태양 전지, 배터리, 연료 전지, 수소 / 산소 / 탄화수소 발생 장치 그리고 전기 변색 장치는 전기 화학 촉매와 밀접하게 관련된 응용 분야이고, 기본적으로 전기 화학 촉매의 원리를 이용한 기술이라 할 수 있다. 이에 세계 각국에서는 전기 화학 촉매의 원천 기술을 선점하기 위해서 많은 노력과 시간, 투자를 아끼지 않고 있다. 본 연구 정보 제공에서는 다양한 신 재생 에너지(renewable energy) 생산 및 저장 분야에서 전기 화학 촉매가 어떻게 사용이 되는지를 알아보고, 주요 핵심 기술이 어떤 것이 있는지 살펴보고, 특히 전기 화학적 기초 지식뿐만 아니라, 최근 동향을 통해서 앞으로의 연구 방향을 모색하도록 하겠다.

연료전지-수전해 일체형 에너지 변환 및 저장 시스템은 일반적으로 URFC (일체 재생형 연료전지, Unitinized Regenerative Fuel Cell)로 불리우며 수전해 및 연료전지 반응을 하나의 전극에서 교대로 일어나게 할 수 있는 시스템이다. URFC 중에서도 효율이 가장 우수한 기술인 세라믹 막을 전해질로 하는 SORFC (Solid Oxide Regenerative Fuel Cell)는 섭씨 800도의 고온에서 운전되기 때문에 재료간의 반응문제 및 신소재 개발, 전극특성 향상, 스택 제조, 운전시험 평가 등이 주요한 R&D 핵심 이슈로 대두되고 있다. 특히 SORFC 를 실용화 및 실증하기 위해서는 장수명, 고성능의 우수한 대면적 전해질 및 전극 제조, 단전지와 스택 및 발전시스템 기술 등이 개발되어야 한다. 이러한 관점에서 본 연구회에서는 SORFC 구성요소들과 단전지, 스택, 발전시스템 기술을 중심으로 국내외 최신 연구개발 동향과 전망을 기술하도록 하겠다.

천연가스 처리공정은 천연가스에 포함되어 있는 불순물들에 해당하는 이산화탄소, 화화수소 및 수분 등을 제거하기 위한 전처리공정과 천연가스의 구성성분 중에서 에탄, 프로판 및 부탄 성분 등을 회수하기 위한 NGL 회수공정 및 탈메탄탑 상부의 주성분이 메탄인 성분을 액화시키기 위한 LNG 제조공정 등으로 크게 나눌 수 있다. 천연가스 전처리공정으로는 산성가스를 제거하기 위한 공정으로 아민공정, 물리적 흡수제를 이용한 공정, 신용매 공정 및 수분제거를 위한 Glycol Dehydration 공정 등을 소개한다. NGL 회수공정으로는 Turbo Expander를 이용한 공정을 포함하여 이를 응용 및 변형시킨 공정등을 소개한다. Turbo Expander Plant에서는 추가적인 냉매의 소요량을 최소화시킬 수 있는 공정 최적화 기법을 소개한다. 천연가스 액화공정으로는 증기 압축식 냉동 사이클을 기초로 해서 Two Stage 냉동, Cacasde 냉동 및 C3 MR 공정 등에 대해서 소개한다.

그래핀은 전세계가 주목하는 물질이다. 미국 물리학회와 영국 학술지 `Nature Nanotechnology`는 그래핀을 미래 정보기술을 바꿀 가장 주목할 만한 신소재로 꼽고 있으며, 미국 매사추세츠공대(MIT)가 펴내는 ‘Technology Review’도 그래핀 트랜지스터를 10대 유망 기술 중 하나로 꼽기도 했다. 그래핀은 2004년 영국 맨체스터 대학교의 앙드레 게임 팀과 러시아 마이크로일렉트로닉스 연구소의 연구팀이 처음 만든 것으로 겨우 원자 한 개의 두께를 가진 2차원 탄소 구조체이다. 이 신소재는 꿈의 신소재로 불리고 있으며, 실리콘 기술을 대체할 뿐 아니라 그것을 능가하는 파급력을 가진 차세대 나노 기술로 전자산업의 패러다임을 바꿀 히트 상품으로 예견되고 있다. 그래핀은 탄소로 이루어진 물질로 흑연과 다이아몬드, 플러렌과 동소체이다. 흑연을 물리적으로 분리시켰을 때 만들어지는 하나의 단층이다. 2차원의 벌집 모양 격자 구조를 가지고 있다. 이 탄소층은 여러 가지 우수한 성질을 갖고 있다. 그래핀은 두께가 0.35 nm로 원자1개의 두께이면서 물리적, 화학적으로 안정성이 높다. 또 전자 유동성과 열전도성이 높다. 그래핀 안에서는 전자가 정지 질량이 없는 상대론적 입자처럼 행동하고 약 초속 1 ⅹ 106m로 움직인다는 것이다. 비록 이 속도가 진공 중의 빛의 속도보다 300배나 느린 것이지만 일반 도체나 반도체 내의 전자의 속도보다는 훨씬 빠른 것이다. 또한 상온에서 구리보다 단위 면적당 100배 많이, 실리콘 보다 100배 빠른 속도로 전류를 전달할 수 있다. 뿐만 아니라 열전도성이 최고라는 다이아몬드 보다 2배 이상 열전도성이 높다. 기계적 강도는 강철보다 200배 이상 강하다. 게다가 신축성이 좋아 늘리거나 접어도 전기전도성을 잃지 않는다. 이러한 특징들은 그래핀이 실제적으로 기술에 적용될 수 있게 해준다. 대표적인 예로는 전자공학, 혼합물, 분자 기체 센서, 에너지의 저장 및 변환의 분야 등이다. 이러한 꿈의 신소재인 그래핀에 대해서 본 연구를 통해서 알아보고자 한다.

직접탄소 연료전지(DCFC, Direct Carbon Fuel Cell)는 수소기체를 연료 기체로 사용하지 않고, 경제적이며 방대한 매장량을 가진 탄소 및 석탄을 직접 연료로 사용하고, 환원 기체로는 다른 연료전지와 마찬가지로 공기를 사용하여 작동되는 신개념의 연료전지이다. DCFC를 이루는 구성요소 대부분이 세라믹으로 이루어져 있고 섭씨 850도의 고온에서 운전되기 때문에 재료간의 반응문제 및 신소재 개발, 전극특성 향상, 스택 제조, 운전시험 평가 등이 주요한 R&D 핵심 이슈로 대두되고 있다. 특히 DCFC 를 실용화 및 실증하기 위해서는 장수명, 고성능의 우수한 대면적 전해질 및 전극 제조, 단전지와 스택 및 발전시스템 기술 등이 개발되어야 한다. 이러한 관점에서 본 연구회에서는 DCFC 구성요소들과 단전지, 스택, 발전시스템 기술을 중심으로 국내외 최신 연구개발 동향과 전망을 기술하도록 하겠다.

공정제어 과목은 화학공학의 다른 과목들과 그 성격이 매우 달라 학생들이 개념을 잡는데 어려움을 겪는 것을 종종 본다. 이를 위해서는 실험을 곁들이는 것이 도움이 되는데 상용의 실험장치는 매우 한정적인 실험에 그치는 것이 대부분이고, 수업과 병행하기 어렵다. 또한 실험장치 자체를 직접 제작해 보는 것은 공정을 이해하는데 큰 도움을 준다. 본 DIY (Do It Yourself) 코너는 액위제어 실험 장치로부터 시작하여 여러 공정제어 실험 장치를 직접 제작해 보고자 한다. 액위제어 실험장치는 진부한 것으로 생각할 수 있으나 실제로는 매우 다양한 시스템이 가능하다. 예를 들면 Four-Tank 시스템은 최근에 제안되어 10여 편의 관련 논문이 발표되기도 하는 것을 볼 수 있다. 본 코너는 먼저 다음의 실험이 가능한 시스템을 제작한다. - 1-3차 동적 시스템 - 역응답 시스템 (right-half-plane zero를 갖는 시스템) - 소형 저가격 시스템 - 다변수 시스템 강의가 진행되고 있는 책상위에서 실험이 진행될 수 있도록 한다.

석탄을 합성석유로 전환시키는 석탄액화(CTL) 기술은 2차 세계대전을 전후로 독일과 영국에서 가동되어 전쟁에 필요한 연료를 공급하기 위하여 이용되었다. 석탄액화 기술은 가스화에 의한 Fischer-Tropsch 공정에 의한 간접액화 기술과 석탄을 고온에서 분해하여 자유기를 생성한 후, 수소첨가반응 또는 탄소제거반응에 의한 직접액화 기술로 분류된다. 석탄 직접액화는 1차적으로 열분해반응에 의하여 석탄 내의 약성결합물질 (E<50kcal/mol)이 분해되어 다양한 자유기가 생성되고, 2차적으로 적절한 수소공급에 의하여 생성된 자유기가 안정화되어 액화유와 기체 생성물로 전환되는 일련의 과정을 거치게 된다. 본고에서는 석탄의 직접액화공정의 역사, 현황 및 최근 동향 그리고 향후 전망에 대하여 기술한다.

OECD 2030 환경전망보고서에 의하면 2030년 인류의 약 47%에 해당하는 39억명이 물부족에 직면할 것이라고 전망하고 있다. 또한 미래학자 엘빈 토플러는 20세기가 석유의 시대였다면 21세기는 물의 시대가 될 것이라고 예견했으며, GE는 사업전략을 수처리분야 사업으로 선회 2012년까지 약 20조원의 매출을 계획하고 있으며, 정부에서도 녹색성장산업의 13대 스타브랜드에 고도물처리를 포함, 10년 내 세계 10대 물관련 기업에 국내기업이 2개 이상 진입할 수 있도록 육성한다는 계획을 세우고 있다. 이러한 물산업의 발전의 핵심기술에는 분리막이 자리 잡고 있으며, 앞서 언급한 GE를 비롯하여, 독일의 지멘스, 일본의 도레이 등은 분리막 기술의 선점을 위해 연구개발에 막대한 자금을 투입하거나 기업 인수합병을 지속하고 있으며, 국내의 많은 대기업들도 현재 분리막 제조기술 확보에 주력하고 있다. 본 연구 IP에서는 이러한 분리막 분야 기술흐름과 동향을 중심으로 정보제공을 하고자 한다.

현재 미국에서는 자동차 운행시 배출되는 온실 가스를 억제할 수 있는, 재사용이 가능한 연료에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 특히 대부분의 연구가 신재생 에너지 중 가장 상업화에 근접해 있는 cellulosic ethanol과 다른 청정 바이오에너지 생산물에 관한 연구에 집중되고 있다. 이에 본 보고서에서는 미국에서 현재 진행중인 신재생 에너지에 관한 연구 동향과 실제 상업화 과정에 초점을 맞추어 연재해 나갈 예정이다.

최근 화석연료의 고갈에 따른 에너지 문제를 해결하기 위해, 대체 에너지원으로 태양전지에 관한 연구 열기가 뜨겁다. 실용화에 근접한 기술로 실리콘 태양전지와 염료감응 태양전지를 들 수 있으며, 유기태양전지는 아직 실험실 수준에서 제작이 이루어지고 있으며 대면적화/고효율화에 대한 문제가 여전히 상용화를 위한 숙제로 남아있다. 본 사업에서는 나노 소재 및 나노패터닝 기술을 이용한 나노-융합 태양전지 연구 동향을 소개하고자 한다. 특히, 최근 이슈가 되고 있는 제 3세대 태양전지의 하나인 유기태양전지 고효율화를 위한 나노 패턴 적용 연구 동향 및 초고효율 태양전지를 위한 양자점 태양전지 연구동향을 중심으로 연구정보를 제공하고자 한다.

Nanotechnology에 대한 연구는 나노물질의 다양한 특성과 잠재성 때문에 연구 필요성이 증가하고 있으며 다양한 분야의 연구자들이 학제간 융합 연구를 통하여 많은 결과들을 도출하고 있다. 특히, nanobiotechnology는 질병진단 및 치료, 생명연장 등 인류 삶의 질을 높이는데 큰 공헌을 할 것으로 기대되어 활발한 연구가 진행되고 있다. 이와 관련하여 nanobiotechnology의 의미와 중요성, 최근의 연구 동향과 향후 전망에 대하여 소개하고자 한다.

최근 화석연료의 고갈과 지구온난화 등의 환경파괴 문제로 인해 차세대 청정 에너지원의 확보가 국가적인 주요 현안으로 대두되고 있다. 여러 가지 대체 에너지 중 태양전지 소자는 환경 파괴를 일으키지 않는 무한정, 무공해 기술로써 다른 발전방식과는 달리 대기오염, 소음, 발열, 진동 등의 공해가 전혀 없는 깨끗한 에너지원이다. 본 정보제공에서는 유기 태양전지중 최근 큰 관심을 받고 있는 고분자 전해질을 이용한 염료감응 태양전지의 최신 연구 동향에 대해 소개한다.

최근 촉매 반응에서의 선택성과 반응성을 높이고자 분자 수준에서의 촉매 디자인 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이러한 고선택성과 고효율성을 지닌 분자 촉매는 원하지 않는 부반응으로부터 생성되는 환경오염물질이나 정제를 위한 부가적인 공정을 줄일 수 있어 향후 관련 산업 분야에 크게 기여할 것으로 예상된다. 따라서 분자 촉매 디자인과 관련된 기술들의 연구 동향을 살펴보고, 관련 정보를 많은 연구 인력들과 공유하여 이를 활용할 수 있는 기회를 마련하고자 한다.

연료가 소유한 화학에너지를 전기화학반응에 의해 직접 전기에너지로 전환시키는 에너지 변환 장치인 고체산화물 연료전지(solid oxide fuel cell: SOFC)는 다른 연료전지에 비해 부식문제, 고가 촉매, 전해질 제어, 개질기 도입 등의 단점은 없으나, SOFC를 이루는 구성요소 대부분이 세라믹으로 이루어져 있고 섭씨 800도의 고온에서 운전되기 때문에 재료간의 반응문제 및 신소재 개발, 전극특성 향상, 스택 제조, 운전시험 평가 등이 주요한 R&D 핵심 이슈로 대두되고 있다. 특히 SOFC 를 실용화 및 실증하기 위해서는 장수명, 고성능의 우수한 대면적 전해질 및 전극 제조, 단전지 제조 기술 개발, 스택 제조 및 발전시스템 기술 등이 개발되어야 한다. 이러한 관점에서 본 연구회에서는 SOFC 구성요소들과 단전지, 스택, 발전시스템 기술을 중심으로 국내외 최신 연구개발 동향과 전망을 기술하도록 하겠다.

대기압 플라즈마 표면처리기술은 열변형 및 공정 Space의 제한이 없으며 환경친화적인 특성을 갖고 있어 21세기형 clean Technology로 평가되고 있다. 이러한 대기압 플라즈마 기술은 반도체 제조공정에 국한되지 않고, 폴리머 및 저융점 금속의 표면처리, 플라즈마 살균, 램프, PDP 등의 특화된 산업분야에도 현재 응용되고 있으며, 전기, 전자산업, 자동차, 기계, 항공, 우주, 의료, 방산 산업 및 극한기술분야 등의 넓은 분야에서 핵심적인 산업기반 기술의 하나로 발전하고 있다. 따라서 대기압플라즈마소스에 대한 개발동향 및 표면처리에 대한 실제적 응용개발에 대한 연구정보를 알아본다.

광합성 생물은 지구의 무한 자원인 태양 (빛 에너지), 물, 그리고 이산화탄소를 주 영양원으로 하여, 천연 항암제를 비롯한 생리 활성 물질에서부터 화석 연료를 대체할 수 있는 바이오 에너지까지 인류에게 다양한 유용 물질을 제공 할 수 있는 무한 잠재력을 지닌 친 환경 자연 공장이다. 본 연구에서 다양한 광합성 생물 중에 산업적으로 가치 있는 것들은 어떠한 것들이 있는지, 그들이 생물공학 및 화학공학적으로 어떻게 최적화되어 배양 되고 있는지, 그러한 기술을 통해 어떠한 종류의 유용 물질이 얼마나 효율적으로 생산되고 있는지, 마지막으로 일련의 광 생물 배양 공학 기술의 산업적 의미와 미래 가치 등에 대해 다루어 보고자 한다.

석탄을 합성석유로 전환시키는 석탄액화(CTL) 기술은 2차 세계대전을 전후로 독일과 영국에서 가동되어 전쟁에 필요한 연료를 공급하기 위하여 이용되었다. 전후 중동 지역을 중심으로 대형 유전이 발견되어 값싼 석유가 공급되면서 CTL 공장의 운전은 중단되었다. 남아프리카공화국에서는 인종차별정책에 기인한 정치적인 고립으로 1950년대에서 1980년대까지 석유류의 통상이 불가능해서 자국내 매장량이 풍부한 석탄에 적합한 석탄간접액화 방법을 선택하여 공장을 건설하였고, 액화기술을 계속 발전시키면서 조업을 해오고 있다. 남아프리카공화국의 Sasol사는 현재 하루 15만배럴의 석탄합성석유를 생산하고 있다. 최근에는 고유가가 지속되고 석유공급에 대한 불안감 때문에 전세계적으로 여러 개의 석탄액화 프로젝트가 진행되고 있다. 중국은 2030년까지 석탄합성석유를 연간 3천만톤(60만배럴/일) 생산할 계획을 수립하였고, 2만배럴/일 규모의 석탄직접액화공장이 2008년 완공될 예정이다. 미국에서도 8개의 CTL 프로젝트가 진행되고 있다. 호주, 필리핀, 인도네시아, 인도 등에서도 석탄액화 프로젝트를 추진하고 있다. 석유를 전량 수입하는 우리나라도 에너지안보 차원에서 CTL에 대한 접근이 필요하다. 본고에서는 석탄액화공정의 역사, 현황 및 최근 동향 그리고 향후 전망에 대하여 기술한다.

자연계에 있어서 바이오 미네랄은 생물 활동을 통해 얻어지는 뼈(bone), 치아(teeth), 조개(shell)과 같은 광물질을 의미한다. 이들은 대부분이 유기-무기 하이브리드 복합체로 형성되어 있으며, 자연계에 존재하는 생명체들은 아주 단순한 방법으로 생산하며, 이는 공학적으로 중요한 신개념의 고기능 재료이다. 유기성분이 추가되어 구성된 calcium carbonate(CaCO3, calcite)가 주성분인 전복의 껍질은 순수미네랄인 calcium carbonate의 단결정 보다 파괴저항이 3,000배 이상인 것으로 알려져 있다. 따라서 바이오 미네랄화 (Biomineraization)는 단순한 자연현상일 뿐 아니라 이를 응용한 고기능성 소재의 개발에 있어서도 필요불가결한 기술이라 할 수 있다

결정화는 용액 내의 용질을 결정성 고체로 석출하는 것으로서 소재제조, 정밀분리 분야에서 자주 활용되는 기술이다. 본 기술은 액상에서 고상으로의 상변화에 의한 것이므로 정밀분리공정 측면에서 증류, 흡착, 추출공정 등에 비해 에너지 소비가 현저하게 적다. 또한, 공정에서 발생하는 환경오염이 매우 낮아 청정기술로 평가 되고 있다. 특히, 결정화 과정의 바탕인 분자인식 및 자기조립 현상은 나노 소재의 설계 제조에 활용되며, 기존의 분리기술로는 달성할 수 없는 광학이성질체의 정밀분리에도 이용된다. 본 사업에서는 결정화 기술에 대한 기초 이해 및 응용기술의 전망에 대한 지식과 정보를 제공함으로 화학공학의 주요 분야인 결정화기술에 대한 많은 이해를 제공하고자 한다.

다양하고 광범위한 나노바이오 또는 바이오나노 과학기술 분야 중에서, 본 연구회는 차세대 바이오이미징, 특정 질병에 대한 조기 진단 및 치료와 관련된 새로운 기술 개발과 미래를 이끌어갈 나노바이오 세부연구 대상으로 정하였다. 이를 위하여 아래와 같이 구체적인 연구주제에 대한 국내외 연구 동향, 최신 연구 성과 및 관련 분야의 미래 예측 등, 학술연구 및 기술개발과 관련된 정보의 공유와 상호 협력을 본 연구모임의 목표로 한다. 1. 고성능 바이오이미징을 위한 나노기술 2. 질병 조기진단 및 치료를 위한 나노소재의 개발 및 활용 기술 3. 유행성 질병 확인 및 질병 모니터링용 나노바이오센서 기술

지구상의 온실가스 농도가 빠르게 증가하면서 지구온실효과를 억제하기 위한 기후변화협약이 진행되고 있으며, 이에 대응하기 위하여 교토의정서 발효와 같은 국제적인 노력이 증대되고 있다. 현재 개도국의 지위를 인정받아 이산화탄소 의무 감축 대상국에 제외되어 있는 우리나라는 온실가스 배출량 세계 9위, OECD 국가 중 온실가스 배출 증가율 1위의 국가로써 교토의정서 2차 공약기간(2013 ～ 2017)에는 이산화탄소 의무 감축국이 될 것이 확실시 된다. 한국이 온실가스 배출량을 10% 줄여야 할 경우 2020년에는 최소 2조9468억원, 최대 28조6323억원의 비용이 발생한다. 이는 국내 산업구조의 재편성을 의미하며 이에 따른 경제?사회적 혼란을 야기 시킬 수 있다. 이산화탄소 회수 및 저장 분야는 이산화탄소 회수, 분리, 농축, 수송, 저장등으로 이루어져 있으며, 대부분의 공정이 화학공학자의 노력에 의해 개발되어야 한다. 따라서 이산화탄소 회수 및 저장 (CCS, Carbon Dioxide Capture & Storage)의 최신 기술동향을 제공 하므로써 화학공학자들에게 지구온난화 방지에 대한 화학공학자의 역할 재인식, 국내 적용 가능 기술, 향후 개발될 최신기술 방향등에 대하여 도움을 주고자 한다.

화학분야의 지식재산권은 아무리 신기술이 넘치고 있다고 하더라도, 가장 기초적인 문제에서 분쟁이 시작된다. 초기의 특허명세서 작성도 중요하고 특허권 설정 후의 특허관리도 소홀히 해서는 안된다. 특히, 외국기업과의 분쟁시 법원에서의 대리인의 선정이나 준비서면 작성 등의 소송준비에 있어서 변호사와 변리사의 차이는 무엇인가? 기술내용파악과 법해석 중에서 어느 것이 더 우선인가? 항상 정의는 살아있으며 이에 따른 판결은 옳은 것인가? 수년간의 연구개발노력이 헛되지 않도록, 특허권 확보와 그 활용전략을 소송진행과정(사례중심)을 통해서 면밀히 살펴봄으로 해서 경쟁업체에 대응할 수 있는 방법을 소개하고자 한다.

종이처럼 얇은 100인치 이상의 대면적 벽걸이 TV, 벽지같이 얇은 조명, 프린팅 가능한 값싼 RFID, 가볍고 얇은 이차전지나 태양전지등 미래의 디스플레이, 통신기기, 에너지 장치를 구현하기 위해서는 기존의 실리콘 반도체를 주축으로 하는 전자산업에서 프린팅 가능한 유기전자 산업으로 패러다임이 변화해야만 한다. 이러한 패러다임의 변화는 플라스틱 기판을 위주로 발전해 나갈 것이며, 기존 공정에 사용되고 있는 것과는 다른 소재, 공정, 장비의 개발이 선행되어야만 한다. 본 정보제공자는 프린터블 일렉트로닉스 관련 소재 개발 경험을 토대로 프린터블 일렉트로닉스용 소재 및 공정에 대한 국내외 최신 정보를 수집하여 연구 동향을 제공하고자 한다.

최근 상온 이온성 액체(RTIL, room temperature ionic liquid)는 원자력 분야에서 PUREX와 같은 핵연료 재처리 공정의 대안 공정 개발을 위한 핵심 물질로 관심을 받기 시작하였다. RTIL의 사용은 핵연료 물질 처리 기술에서 환경 및 경제적으로 기존 공정에 비해 유리할 것으로 예상되며 이에 따라 공정 개발과 함께 우라늄 및 핵연료 물질계에서 열역학적 물성 측정이 진행되고 있다. 이와 같은 연구는 새로운 물질의 새로운 분야로의 적용으로 화학공학적 연구 모델을 제시할 것으로 예상된다.

전기화학은 전극과 전해액 계면에서의 물질과 전기사이의 상호작용을 다루는 학문이며 그 응용범위는 새로운 재료의 합성, 물질의 미세구조 조절, 표면 개질, 원자 및 분자 단위의 반응의 관찰등 광범위하다. 최근 들어 나노 구조를 가진 재료의 합성 및 물성 조절, 친환경 재생 및 분산 에너지 시스템, 극초미세 선폭의 반도체등 과학기술 전반에 있어 등장한 새로운 패러다임은 모두 분자 이하단위의 물질의 조절능력을 그 근간으로 하고 있다. 본 정보 제공은 이러한 새로운 과학기술 시대의 도래에 있어 전기화학이 어떻게 응용되어 왔으며 앞으로 어떻게 발전할 수 있을지에 대한 소개를 목적으로 한다.

평판형 LCD이후 Flexible display는 차세대의 대안이 되어오고 있다. 이것을 구현하는 방법은 기존의 디스플레이에 flexibility의 기능을 추가하는 것과 Electronic paper-like display(E-paper)로서의 개발방향이 있다. 본 정보제공에 있어서는 E-paper의 개발방향과 동향에 중점을 두어, E-paper가 가지고 있는 특징과 이점을 대표기업을 선정하여 구동방식별로 소개하려고 한다.

PEBBLE 나노센서는 Probes Encapsulated By Biologically Localized Embedding의 약자로, 약 1000 nm이하의 크기를 가지는 광학적 나노센서를 가리킨다. PEBBLE 나노센서는 살아있는 단일세포에 이식되어 세포 내부의 다양한 생물학적 요소를 측정하기 위하여 개발된 것으로, 특히 세포 내부의 특정 물질 또는 이온의 변화를 실시간으로 감지할 수 있다. 본 연구 IP에서는 세계적으로도 연구 초기단계이고, 국내에서는 아직 널리 알려져 있지 않은 PEBBLE 나노센서를 소개하고 관련된 정보를 제공하고자 한다.

나노기술의 발달과 함께 제조된 나노입자 또는 나노표면의 정확한 해석이 중요시 되고 있다. 본 개인IP에서는 읽기-쓰기-측정(reading-writing-measuring) 장치로 활용가능한 Atomic force microscopy를 중심으로 최신 국내외 연구동향에 관한 정보를 제공하고자 한다. 이는 AFM 장비에 대해 정확한 이해를 바탕으로 그 활용범위를 보다 넓힐 수 있는 기회를 제공한다. 또한 AFM을 이용한 나노패터닝과 액상/승온 조건에서 장비 운용에 관한 최신 동향도 살피고자 한다.

고분자전해질 연료전지는 차세대 무공해 자동차의 동력원으로서 각광받고 있으며, 전세계 자동차 회사들이 사활을 걸고 연구개발에 박차를 가하고 있다. 그러나 상용화를 위해서는 기술적으로 해결해야 할 문제점들이 있는데 그 중 하나가 내구성 향상이다. 자동차용 연료전지의 경우 운전시간 5,000 시간, 작동/멈춤 12,000 회 이상을 상용화 목표로 하고 있으나 현재의 기술수준은 20∼30 % 정도에 불과하다. 고분자전해질 연료전지의 내구성 향상을 위해 진행되고 있는 연구 개발 동향을 소개하고자 한다.

최근 나노 기술의 발전에 따라 나노분말을 비롯한 나노로드, 나노튜브, 나노와이어와 같은 다양한 나노 구조체 물질의 합성이 이루어지고 있다. 이들 나노 구조체 물질들은 나노 차원의 크기를 가짐에 따라 화학적, 물리적으로 벌크 상태에서와는 다른 특이한 성질을 가지되어, 전자, 기계, 화학, 생물 등의 폭넓은 분야에서 응용되고 있다. 따라서 이들 나노 구조체 물질들의 형성 기술과 관련 응용기술에 대한 연구 동향을 살펴보고, 관련 정보를 많은 연구 인력들과 공유하여 이를 활용할 수 있는 기회를 마련하고자 한다.

지구온난화 기체인 이산화탄소의 저감 문제는 global issue로서, 다양한 CO2 처리 방법에 대한 논의 결과, CO2 포집/저장 및 지하/해저 매립으로 전체적인 방향이 설정되었다. 그 중 제일 비용이 발생하는 부분이 포집과 저장/운송 부분인데, 이를 해결하기 위하여 지속적으로 새로운 고 기능성 흡착제 개발과 이에 관련된 공정이 연구되어 오고 있다. 이러한 측면에서 전 세계적으로 새로운 흡착/저장 매체로 부각되고 있는 물질이 MOF(metal organic framework)이다. 본 연구실은 앞으로 2년간 MOF 합성 및 CO2 흡착/저장 실험을 수행할 예정이며, 비교목적으로 일본/미국/캐나다에서 연구되는 유기아민 고정화 다공성실리카, 메조카본, 그리고 흡착제로의 우수한 기능성에도 불고하고 국내에서 연구가 진행되고 있지 않은 일련의 분자체 물질의 CO2 흡착에 대한 문헌 정보 및 현재 진행 중인 최근의 실험 결과를 정리해서 제공하고자 한다.

사용후핵연료 건식 처리 기술은 핵확산저항성 및 경제성을 지니는 기술로 인정받고 있으며 사용후핵연료의 관리 및 재활용 분야에서 최근 세계적으로 실용화를 위해 주목 받고 있다. 이에 따라 호학공학 분리 기술인 용융염 전기화학공학 기술을 기반으로 하고 있는 사용후핵연료 건식 처리 기술에 대한 세계적 기술 현황 및 정책 정보는 화학공학 분리공정 기술의 새로운 적용 분야로 활용될 것으로 기대된다.

최근 화석연료의 매장량 고갈과 그에 따른 석유 연료 확보 경쟁이 지구촌의 불안한 국제정세를 야기시키고 유가상승을 부추기고 있다. 2006년 우리나라의 총수입액 2612억불 중 25.5%(667억불)가 원유수입액이고 이는 작년에 비해 유가상승으로 170억불이 증가한 수치이다. 이와 아울러 화석연료의 사용으로 대기 중 CO2 및 여러 가지 오염원이 누적되고 있어 기후 문제와 대기 오염문제를 동시에 발생시키고 있다. 이에 신 에너지원의 창출 및 개발, 나아가 상업화에 이르기까지 연구가 관심을 크게 끌고 있다. 관심이 집중되고 있는 주요 에너지로는 연료전지, Bio-Diesel, 태양에너지, 풍력에너지, 그리고 해저의 메탄하이드레이트가 거론되고 있으며 과거 석유정제산업에서 발달된 공정시스템 연구 분야도 차츰 이들 신에너지 분야로 그 연구 집중도를 이동해 나가고 있는 시점이다. 본 연구회에서는 이들 신에너지 생산 공정에서 공정시스템의 적용과 활용이 어떻게 일어나고 있는지, 또 신에너지 생산에서 공정시스템의 위치가 어떠하며 얼마나 그 필요성이 요구되는지를 중심으로 변화하는 에너지 산업과 연구방향을 제시할 수 있도록 정보를 제공하는 연구회를 운용할 계획이다.

대학 혹은 연구소 실험실에서 연구와 교육지원 활동을 하고 있는 대학생(원)이나 연구원들은 다양한 잠재위험 요소에 노출되어 있다. 이들 실험실에서 위험 요소는 기계적, 물리적, 화학적 및 생물학적 위험 등이 있으며, 사용되는 각종 유해화학 물질, 설비 및 기기 사용에 따른 화재, 폭발 등 각종 실험실 사고가 발생되고 있다. 주로 실험실 사고는 화학물질이나 가스 등에 의한 화재·폭발사고 등 물적·인적 피해를 일으키고 있다. 실험실 사고로 인한 연구활동 종사자의 안전확보와 보상을 위해 2006.4.1부터 “연구연구실안전환경조성에 관한 법률(7425호)”이 시행됨에 따라 대학, 연구소 등 안전 사각지대에 놓여 있던 연구실험실 안전에 대한 관심이 증가되고 있다. 이를 위해 본 연구회에서는 관련 전문가들이 아래와 같은 제목으로 정보를 제공하고 또한 실험실안전 관련세미나와 워크샵 자료들을 게제토록 할 예정이다. 이를 통해 대학원생, 연구원 등 연구활동 종사자들에 대한 연구실안전?환경 정보를 제공하여 안전하고 쾌적한 연구 활동에 기여하고자 한다.

이온성액체는 상온에서 액체로 존재하는 이온성 물질로서, 낮은 증기압을 갖는 독특한 특징이 있어서 무공해 및 용매로서의 다양성으로 인해 각광을 받고 있는 물질이다. 그리므로 이온성액체는 향후 Sustainable Technology시대에 있어 유기합성, 전기화학, 생물공학 등을 포함하는 화학공학의 여러분야에서 청정용매로서의 엄청난 파급효과가 있을 것으로 기대하며, 현재 선진각국에서 활발한 연구 및 산업적 응용이 진행되고 있는 기술이다. 따라서 본 사업을 통해 이러한 이온성액체의 일반적 특성은 물론, 생물분리공학을 포함하는 분리공정, 촉매반응공학 및 친환경공정에의 응용을 검토하고자 한다.

전세계적으로 자원순환형 사회를 구축하기 위한 환경친화와 녹색혁명에 힘쓰고 있다. 좁은 국토에 고도의 산업화를 시현한 우리나라의 경우도 지속가능한 재활용 산업의 육성이 필요하게 되어 자원의 효율적 이용을 위한 다각적인 노력이 필요하다. 따라서 국가의 폐기물 관리정책도 지속가능사회의 확립을 위하여 폐기물의 최소화 및 자원화를 목표로 전환하고 있는 점을 감안하여 재활용기술동향에 대하여 소개한다 .

랩뷰(Labview, LV)는 데이터수집, 계측, 제어 시스템 구축용 소프트웨어이며 가상기계(Virtual Instrument, VI)의 기능을 갖고 있는 Graphical Programming Language이다. LV는 DAQ board를 PC에 장착하여 데이터 수집을 할 때 유용한 소프트웨어 이며 삼성전자, 포스코같은 대기업에서 제품개발과 공정개선에서 많이 사용되고 있다. 본 연구 IP에서 LV를 화공분야에 소개하며 생물공정에서의 계측과 제어 분야에서 이용사례를 제공하고자 한다. 구체적으로 PC-based datalogging의 예를 중심으로 LV programming과 DAQ board의 설치를 중심으로 정보를 제공한다.

나노 기술은 21세기 인간의 삶의 질을 혁신적으로 바꿀 새로운 패러다임으로 각광을 받으며 지금까지 많은 연구가 진행되었으나 최근 들어 나노 기술 자체보다는 바이오 기술, 정보 기술 등의 다른 요소 기술과 융합되어야만 더 큰 파급 효과를 가져올 수 있음을 볼 수 있다. 이러한 나노/바이오/정보 기술의 융합 즉, NBIT 융합기술은 "나노 수준의 물질제어를 바탕으로 바이오기술, 정보기술을 전혀 새로운 형태의 기술로 발현시키고, 이들 기술 상호간의 작용 과정에서 파생되는 기술변화가 궁극적으로 사회,문화 패러다임까지 변화시킬 수 있는 첨단,신생 기술들" 로 정의된다. 이번 연구 강좌에서는 나노 기술, 구체적으로 나노 공정기술이 어떻게 바이오 기술 및 정보 기술과 융합될 수 있으며 앞으로의 발전 방향은 어떠할 지에 대해서 간략히 소개하고 관련된 정보를 제공하고자 한다.

전 세계적으로 점점 치열해지는 경쟁 환경 속에서 자본 투자에 따른 수익 극대화를 위해 공장을 신뢰도가 높은 상태에서 가동하는 것이 중요하다. 따라서 공정 플랜트의 위험성 및 신뢰성 관리가 중요한 연구 분야가 되고 있다. 본 사업에서는 석유, 가스, 화학물질 및 유사 산업에 사용되는 공정 플랜트의 위험성 관리 방법, 위험성 관리에 적합하고 체계화된 프로그램 형식 결정 방법 등을 소개함으로서 위험성 관리의 이해와 심층 연구에 도움을 줄 수 있는 정보를 제공한다.

최근 나노-바이오 진단에 대한 연구 필요성이 증가하고 있다. 특히 nanoparticle, nanotube, supramolecules 등의 나노구조체 (nanostructures)을 이용한 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 이와 관련된 최근의 연구 동향, 나노구조체의 장점, 각각의 나노구조체를 이용한 검출 한계와 다른 바이오 진단 방법과의 차이점 등에 대하여 소개하고자 한다.

최근의 전자소자는 고집적화와 저가격화를 추구하는 방향으로 발전해 나가고 있다. 유기물을 기반으로 하는 분자 전자 소재들은 전자소자의 고집적화와 저가격화를 달성하기 위한 핵심 소재로 인식되고 있다. 즉, 나노 분자 전자 소재, 용액 공정이 가능한 유기 전도체와 반도체 소재들과 같은 분자 전자 소재는 기존의 유기 절연체와 더불어 그 중요성이 날로 높아 가고 있다. 본 연구회에서는 이와 같은 분자 전자 소재들의 최신 연구 결과에 대한 정보 수집과 기술 토의를 거쳐 최신 분자 전자 소재 연구 동향에 대한 정보를 제공하고자 한다.

산업세정은 우리나라의 주요 기간산업인 전기전자, 반도체, LCD 분야에서 제품의 품질과 기능을 향상시키고 후속 공정을 원활히 수행하는데 도입하고 있는 중요한 공정이다. 그러나 최근에 산업체에서는 갈수록 미세하고 정밀한 제품 및 부품을 제작하는 과정에서 초정밀 세정이 요구되어 선업세정이 이들 분야에서 중요한 과제로 떠오르고 있다. 산업세정연구회에서는 우리나라 전기전자, 반도체, LCD 산업의 경쟁력 제고 차원에서 산업세정의 연구의 필요성을 인식하고 1999년 9월 연구회가 조직되고 산업세정과 관련 많은 Workshop과 세미나를 개최하여 왔다. 따라서, 산업체에서 많은 관심을 갖고 있는 산업세정과 관련하여 연구회 회원들이 지금까지 축적하고 있는 관련 전문지식들을 본 IP를 통해서 공유하도록 하고 산업세정과 관련한 workshop이나 seminar를 개최하여 활발한 토론의 장을 만들고 발표된 자료는 본 IP에 게제하여 발표회에 참여하지 못한 사람들도 산업세정 관련 지식정보를 쉽게 얻도록 할 것이다. 산업세정은 크게 세정제를 사용하는 습식세정과 레이저, 프라즈마, CO2 등을 이용하여 세정하는 건식세정으로 구분된다. 이들 분야에 대하여 산업세정연구회의 관련 전문가들이 아래와 같은 제목으로 정보를 제공하고 또한 산업세정 관련세미나와 워크샵 자료들을 게제토록 할 예정이다.

이미 촉매 분야에서는 나노 스케일에서 일어나는 반응 현상들을 규명하기 위한 많은 연구들이 이루어져 왔다. 그러나 최근 나노 기술의 빠른 발전과 함께 촉매의 반응 성능을 높이기 위한 연구들이 진행되고 있다. 따라서 나노 기술을 이용한 다양한 촉매 합성 방법과 이들 촉매를 응용한 나노기술 등에 관련된 최근 연구 동향을 살펴보고, 관련 정보를 많은 연구 인력들과 공유하여 이를 활용할 수 있는 기회를 마련하고자 한다.

탄소나노튜브는 탁월한 물리화학적 특성 때문에 새로운 나노소재로써 다양한 분야에 활용될 것으로 기대되고 있다. 이에 따라 여러 양식의 반응기를 사용하여 대량의 양질 탄소나노튜브를 합성하기 위한 많은 연구들이 최근에 진행되고 있지만, 각 반응기 양식과 반응 조건에 따른 탄소나노튜브의 합성 메커니즘에 관한 리뷰가 이루어지지 못한 상황이다. 본 ‘IP정보제공사업’에서는 2000년 이후에 발표된 논문들의 리뷰를 통하여 최근에 규명되고 있는 새로운 탄소나노튜브의 합성 성장 메커니즘을 정리해보고자 한다.

주요화학분야의 특허출원동향을 주기적으로 분석, 제공하여 신기술정보습득 및 연구개발의 성과를 권리화할 수 있도록 특허정보를 제공하고자 한다. 특히 국가연구개발사업의 연구기획단계, 과제선정, 성과평가에 필요한 특허정보에 대한 구체적인 역할에 대한 지속적인 자료/분석방법을 제공하여 연구개발의 중복투자방지는 물론이고 이를 효율적으로 활용할 수 있는 방안을 제공한다. 또한 선진기술에 대한 특허전략을 제시하고 나아가 지적재산권관련 학회 및 세미나 자료도 게시판을 통해 알리고자 한다.

산업 환경의 관점이 발생된 오염물질의 처리에서 생산 공정의 오염발생 최소화로 옮겨감에 따라 생산 공정의 시스템 기술의 변화가 요구된다. 공정의 판단 기준이 경제성에 환경성이 더해지고, 공정간 네트워킹의 상호 간섭이 심화됨에 따라 발전된 공정 설계와 운전기술과 아울러 이를 뒷받침할 공정 모사, 모니터링 및 제어 기술의 개발이 요구된다. 본 연구회에서는 환경 친화적 공정 개발을 위한 공정의 모사, 합성, 최적화, 자동화, 모니터링, 제어 기술의 최근 연구 동향과 아울러 이를 바이오디젤과 정보소재 공정에 적용하기 위한 연구 결과를 소개하고자 한다.

최근 마이크로 구조를 가지는 화학공정 시스템에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이러한 시스템에는 혼합기, 촉매 반응기, 광반응기 등과 이들 단위 유닛들의 결합으로 이루지는 플랜트가 포함되며, 이들 시스템의 효율과 성능을 향상시키기 위한 연구가 진행되고 있다. 따라서, 마이크로 구조를 가지는 화학공정 시스템의 여러 응용 범위와 최근 연구 동향을 살펴보고, 관련 정보를 많은 연구 인력들과 공유하여 이를 활용할 수 있는 기회를 마련하고자 한다.

최근 환경 및 에너지원의 고갈 등의 문제로 폭발적인 관심을 받고 있는 연료전지는 수소와 같은 연료의 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 환경친화적 고효율 발전 장치이다. 고분자전해질 연료전지는 작동온도가 낮고 출력밀도가 높으며, 시동시간이 짧고 응답특성이 우수해 자동차용, 가정용 및 휴대용 전원으로 활용될 것으로 예측된다. 본 사업에서는 전극, 전해질, 분리판 등 고분자전해질 연료전지용 소재의 기술개발 현황에 관한 정보를 제공한다.

한국은 전체 전력생산의 30%를 원자력에 의존한다. 원자력 발전에서 폐기되는 고온 열원을 이용하여 경제성있는 수소생산공정의 개발은 2005년 2월 교토의정서 (지구온난화가스 감축협약) 발효와 함께 전세계적으로 많은 관심이 집중되고 있다. 원자력의 고온열원을 이용한 수소생산공정 중에서 SI (Sulfur-Iodine) cycle process 는 일본과 미국 그리고 유럽연합에서 의욕적으로 추진하는 과제로서 향후 약 50년 후에 도래할 수소에너지시대에 주된 수소생산공정으로 개발될 수 있으리라 기대된다. SI cycle process 는 물의 열화학적분해 공정으로 물과 황 그리고 요오드 간의 3개의 화학반응을 통하여 물로부터 수소와 산소를 생산하고 황 과 요오드는 순환된다. 따라서, 3개의 반응기 (Bunsen 반응기, HI 및 H2SO4 분해반응기) 와 효율적인 분리공정(양이온교환분리막, HI 분리 증류탑) 들을 필요로 한다. 본 보고서는 이러한 SI cycle process 에 대하여 세계 각국의 연구현황을 정리하고, 화학공학자들이 SI cycle 공정개발에서 해야 할 기술적 문제들을 설명한다. 특히, 수용성 두상 (two aqueous phases) 에서 열역학적 평형, HI-I2-H2O 혼합용액의 기액평형모델, 강산성 전해질용액의 열역학적 특성등에 관하여 설명하고, 공정개발을 위한 공정 모델링, 모사 그리고 설계에 대하여 심도있게 다루어 본다.

최근 들어 원유가격이 배럴당 60달러를 넘어섬으로 인하여 석유에 대하여 천연가스는 Clean 연료로 자체에 대한 수요가 증가하고 있을 뿐만 아니라 천연가스로부터 디젤연료를 대체할 수 있는 DME의 생산과 천연가스로부터 수소를 생산하여 이를 연료전지의 원료로 생산하여 직접 전기를 생산하는 공정 등 환경에 유해하지 않는 청정연료 또는 전기를 생산하는 열역학적인 효율이 높은 에너지원으로 각광받고 있다. 또한 C13 메탄 동위원소를 심냉 분리하여 헬리코박터 파일로리 균의 진단시약으로 원료 대비 부가가치가 매우 큰 제품으로 생산하려는 관심과 시도가 집중되고 있다.

초임계유체공정은 용해력이 높은 액체의 성질과 확산과 침투가 빠른 기체의 성질을 고루 갖춘 유체를 이용하는 기술로서 커피로부터 카페인을 제거하는 기술이 상업화된 이후 식품, 의약품 등에서 활용이 활발히 이루어지고 있다. 우리나라는 초임계수산화공정으로 산업폐수처리기술을 자체기술로 상업화하고 나노입자를 제조하는 분야에서도 기술을 선도하고 있는 기술 강국이다. 최근에는 이러한 초임계유체기술의 중요성을 인식하여 2004년부터 산자부로부터 600억 원 이상의 대규모의 연구비를 지원받아 7년 기간동안 초임계유체 사업단이 출범하여 본격적으로 상업화 연구를 추진하고 있고 세계최초로 초임계 이산화탄소를 이용하여 대량으로 식용유 (초임계 귀한 참기름)를 상업화하는 등 세계를 선도하려는 시도가 진행 중이다. 본 IP사업에서는 국내외의 초임계유체 기술에 관련된 첨단기술, 국제학술대회정보 등을 신속하게 전달하려는 역할을 하고자 한다.

Mobil 사의 M41S (MCM-41, -48, -50)계열 메조세공 실리카 및 유사한 주형합성원리를 이용하여 제조한 메조포어 물질들이 90년대 이 후 활발하게 발표된 바 있다. 본 사업에서는 이들 중 morphology 제어를 통하여 구형의 마이크론 단위 입자를 만드는 제조 방법들만 발췌하여 이들의 합성 방법을 정리/ 재현하고 비교 분석하며, 이들의 비교 연구를 통하여 독창적이거나 개선된 새로운 합성 방법의 제안을 시도해 보고자 한다. 이러한 구형 입자의 다공성 물질은 천연 생화학 물질 등의 chromatographic 분리 매체로 적용이 가능하다고 판단된다. 현재 5가지 정도의 구형 입자 합성 방법을 분류하여 정보를 취합해 놓은 바 있으며, 실험실에서의 recipe 검증 작업을 진행 중이고, 기타 모노리스형 실리카는 제조 목표가 다르지만 실용성이 뛰어난 새로운 방법으로 보고되고 있으므로 앞의 5가지 함성 protocol의 연장선상에서 살펴보고자 한다.

표면처리기술은 반도체 및 전자소자의 접착 및 세정공정에 있어서 중요한 분야로 많은 연구가 진행되어져 왔다. 특히, 최근 나노기술의 발전과 함께 나노소자와 나노바이오재료의 화학적인 표면처리기술의 중요성이 대두되면서 이에 관한 연구가 많은 관심을 받고 있다. 대표적인 예로, 단분자 자기조립막을(Self-Assemble Monolalyers) 이용한 반도체소자의 절연막 구성, 나노 임프린트 공정에서 스템프의 이형처리와 기질 표면의 접착력 향상, 접촉식 프린팅, 자기조립막을 이용한 바이오 소자등에 이미 적용 되고 있다. 본 사업에서는 나노공정 및 소자적용에 필수적인 표면 이형성 처리와 접착력 향상 공정을 기상 및 액상 방법으로 나누어 장단점을 비교하고 이 분야에 연구정보를 제공하고자 한다.

최근 화학 및 생물 산업은 공정 중심에서 제품 중심으로 산업의 구조가 변화하고 있다. 그리고 이러한 변화에 대응하여 제품 설계에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 관심에 발맞추어 본 IP에서는 화학 및 생물 산업에서의 제품 설계에 대한 정보를 제공하고자 한다. 화학 및 생물 산업 제품의 특징과 제품 설계 방법론 등 제품 설계의 주요 정보와 최신 제품 설계 사례 등을 소개하고자 한다.

오늘날 마이크로 가공공정을 적용하여 제작한 초소형 시스템 또는 초소형 부품으로 구성되어 있는 시스템을 마이크로 시스템 또는 MEMS(Micro Electro Mechanical System)라고 한다. 특히 이와 같은 초소형 시스템 중 Chemical 또는 Biochemical 분석 및 합성에 관련된 부분을 Micro TAS (Micro Total Analysis System)라고 한다. Micro TAS는 시스템 자체가 하나의 상품이 될 수 있으며 화학공업에 새로운 부가가치를 창출할 수 있는 분야이다. Micro TAS의 대표적인 예로써 Micro GC 또는 Micro PCR 같은 시스템이 있는데 이 들은 이미 상품화 단계에 와 있으며 새로운 시스템이 계속 개발되고 있다. 최근에는 Micro TAS 분야에 마이크로 반응 장치들이 같이 적용됨으로써 적용 분야가 다양해지고 있다. Micro TAS의 개요와 최근 연구 동향을 소개하고자 한다.

크로마토그래피는 과거 분석장치로 인식되었으나 근래 장치의 대형화와 정밀의약산업의 발전에 따라 생산장치로 개념이 바뀌고 있다. 제조용 크로마토그래피는 회분식과 연속식이 있으며 그중 연속식인 Simulated moving bed는 다수의 크로마토그래피 칼럼을 여러종류의 밸브와 펌프로 연결하여 연속 시료주입과 연속 제품 배출이 가능하도록 되어 있다. 본 연구정보제공의 목표는 크로마토그래피에서 정밀의약품 생산이 가능하도록 칼럼설계, 이동상 선택, 유량계산등의 공정개념을 소개하는 것이다.

고분자는 이미 반도체 공정을 비롯한 디스플레이, 바이오산업 등에서 에칭을 위한 리지스트, 절연물질 혹은 단백질/세포 등의 흡착 방지막 등으로 폭넓게 사용되고 있다. 최근 들어 고분자를 이용한 마이크로/나노 패터닝 기술은 매우 빠르게 발전하고 있으며 공정이 간편하고 경제적이라는 장점으로 인해 기술 적용 분야가 넓고 전망도 밝은 편이다. 이번 연구사업에서는 상용고분자부터 바이오 고분자에 이르기까지 고분자 물질을 어떻게 하면 쉽게 간단한 방법으로 마이크로/나노 스케일로 패터닝할 수 있으며 그 응용 분야가 무엇인지 살펴보고자 한다.

미세구조 고분자소재(Porous Polymers)의 제조방법과 기공구조의 제어에 관한 연구정보는 이미 전년도(2004)에 제공하였으며, 이와 관련된 사항은 아래의 종료된 연구정보 및 게시판을 이용할 수 있다. 금번에는 고분자소재 뿐만아니라 카본나노튜브 등 다양한 유기/무기/금속의 고차 구조화된 다공성 소재를 이용하는 응용 기술로서 최근의 유럽 내(영국, 독일, 이태리 등)에서 진행 중인 생명공학 및 전기전자 소재로의 구체적 응용 분야와 그 기술을 소개하고, 특히 소재 간 친화성, 조합/융합 기술에 대한 최근 연구정보를 제공하고자 한다.

전자 제품의 소형화와 집적화에 따라 보다 많은 정보를 저장하기 위해서는 마이크로 또는 나노미터의 패턴공정이 필요하다. 지금까지는 주로 이러한 패턴을 제조하기 위해서 주로 포토 리소그래피를 이용하였다. 그러나 포토 리소그래피는 빛의 회절 현상과 간섭에 의해 구현할 수 있는 선폭이 제한적이며 이로 인해 극미세의 패턴을 제조하기 위해 전자빔 리소그래피 등의 방법이 도입되었다. 하지만 이러한 방법들은 포토 리소그래피에 비해 보다 긴 공정 시간과 보다 많은 비용이 소요되는 단점을 가지고 있다. 본 사업에서는 일반적인 광식각공정의 대안으로 주목받고 있는 나노 임프린트 공정 및 소프트 리소그래피등과 자기조립 나노 패턴 및 구조물제작 공정에 대한 연구정보를 제공하여 이 분야에 연구자에게 도움이 되고자 한다.

단백질의 1차 구조(DNA정보로부터 얻어지는 특정 단백질의 아미노산 서열)만으로부터 단백질의 3차 구조(Tertiary Structure, 특정 단백질이 고유의 생물학적 기능을 할 수 있기 위해서 가져야 되는 고유 구조) 및 단백질의 다른 여러 가지 성질들(Secondary Structure, Domain Boundary, Solvent Accessibility 등)을 예측하는 것을 단백질 구조 예측(Protein Structure Prediction)이라고 한다. 실험 방법을 이용해서 단백질의 삼차원 구조와 성질들을 결정할 수 있지만 연구 진행 속도가 느리고 비용이 많이 소요되기 때문에, 많은 국가에서 정부의 주도하에 컴퓨터를 이용한 구조 예측 방법(생물정보학적 방법)을 개발하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 최근에 본인이 국제 전문 학술지에 발표한 논문들과 국제 학회에서 습득한 지식들을 바탕으로 하여 단백질의 삼차원 구조와 성질들을 결정하기 위한 생물정보학적 방법들을 소개한다.

고분자 분리막의 제조 기술의 획기적인 발전과 세라믹 및 금속막의 발달에 힘입어, 최근 막분리 기술의 응용 분야가 급격히 확대되고 있다. 또한, 분리막의 가격의 하락과 내구성 증대로 정수처리 및 고도폐수처리에 국내외적으로 활발하게 적용되고 있다. 이러한 시점에서 다양한 재질과 형태의 분리막과 모듈을 소개하고, 정수처리 및 폐수처리, 해수 담수화, 의약품 산업, 반도체 산업의 막분리 기술 활용 사례와 최근 연구 동향을 이번 연구정보 제공을 통하여 홍보하고자 한다.

최근 대학, 연구소 등에서 연구 활동에 따른 실험실의 수행업무도 복잡 다양해져 새로운 형태의 실험실 사고위험에 노출되어 있다. 실험실에서 위험 요소는 기계적, 물리적, 화학적 및 생물학적 위험 등이 있으며, 주로 실험실 사고는 화학물질에 의한 화재,폭발사고 등 물적,인적 피해를 일으키고 있다. 따라서, 대학원생, 연구원 등 실험실 종사자들에 대한 실험실 안전,보건 기술정보를 제공하여 안전하고 쾌적한 연구 활동을 조성하여 실험실 사고예방에 기여하고자 한다.

최근 연료전지용 수소 제조와 함께 신재생 에너지 등을 이용하여 친환경 에너지원으로 수소의 제조 기술 개발이 활발히 이루어지고 있다. 따라서, 수소 제조를 위한 다양한 방법들을 살펴보고, 특히 수소 제조를 위해 많이 사용되고 있는 연료 개질 반응을 위한 촉매의 개발 동향을 살펴봄으로써 관련분야의 연구 인력들과 정보를 공유하고 이를 활용할 수 있는 기회를 마련하고자 한다.

최근 연료전지의 소형화에 따른 수소 공급 장치의 소형화를 위해 많은 연구가 이루어지고 있다. 수소를 공급하는 데는 여러 가지 방법이 있을 수 있지만, 현재 활발한 연구가 이루어지고 있는 화석연료나 천연가스로부터 수소를 생산, 공급하는 micro fuel processor의 구성과 연구 동향을 살펴봄으로써 관련분야의 연구 인력들과 정보를 공유하고 이를 활용할 수 있는 기회를 마련하고자 한다.

식물유래 천연물에 대한 지속적인 관심은 최근 들어 'Omics'의 눈부신 발전과 더불어 Plant Metabolic Engineering응용에 까지 이르고 있다. 많은 문제점으로 인해 수많은 장점에도 불구하고 식물세포배양공학을 산업화로 이어지지 못하게 했던 주요 원인들을 이러한 최신 기술로 규명할 수 있게 되었으며 수년 안에 이를 기반으로 하는 주요 산업들이 제자리를 찾아갈 것으로 기대하고 있다. 이러한 산업 및 공학적 조류를 이해할 수 있도록 관련 기초 지식과 응용기술을 소개하여 생물화학공학이 나아가야 할 바를 조심스럽게 진단해보고자 한다.

단백질 접힘(folding)은 생명현상의 본질이자 신약 개발의 기초가 되는 단백질의 3차원 구조와 아미노산 사슬이 꼬이고 접히는 현상을 말한다. 단백질 접힘이 제대로 일어나지 않는다면 단백질이 그 기능을 수행할 수 없다는 단순한 문제가 아니라, 알츠하이머 병(치매), 포낭성 섬유증, 광우병, 유전성 폐기종 그리고 많은 종류의 암 등이 단백질 접힘이 제대로 행해지지 않아서 발병 하는 것으로 알려져 있다. 단백질이 잘못 접히게 되면 응집되게 되는데, 이 잘못 접힌 단백질들이 뇌에서 뭉치게 되면 광우병이나 노인성 치매 등을 발병 시킨다. 이러한 단백질 접힘에 관한 연구 정보를 제공하여 많은 연구자들의 연구 수행에 도움이 되고자 한다.

유럽은 신재생에너지의 생산이 가장 높은 지역으로, biomass나 폐기물에서 에너지를 효율적으로 얻고자 유동층 기술을 다양하게 적용하고 있다. 이러한 연구들은 대부분 파이롯 프랜트나 상업용 규모의 실험을 병행하고 있는데, 특히 스웨덴은 상당수의 열병합발전소들이 순환유동층(CFB) 보일러를 운전하고 있으며 유동층보일러 관련 연구에 최선단에 서있다. 따라서 본 연구회에서는 유럽지역에서 CFB 보일러의 최신 연구 동향을 살펴보고 CFB를 사용하는 열병합발전소에 대한 정보를 확보하여 제공한다. 국내에서는 장차 200 MW의 대형 CFB 보일러 발전소가 추가로 건설될 예정으로 있으므로, 연구회에서 제공되는 상용보일러 관련 기술 정보는 국내 보일러 및 발전 산업에 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

본 연구회에서는 화학공정의 설계에 필요한 열역학적 물성 데이터의 수집과 최근 개발된 상태방정식 모델을 사용한 추산, 그리고 실험을 통한 측정방법과 관련된 세미나를 주기적으로 개최하여 의견과 정보를 교환한다. 저압 및 고압 상평형, 최근 관심을 받고 있는 초임계 유체공정 및 이온성 액체를 이용한 공정에 필요한 물성에 관한 정보를 교환하며 최신 연구동향을 토론하여 이에 관한 정보 제공을 통하여 산학연 교류의 장을 마련하고자 한다.

물에 녹아서 음이온과 양이온으로 해리되는 성분을 전해질이라고 부른다. 전해질 성분은 상호작용이 매우 강하고 화학반응과 같이 해석해야 하기 때문에 기존의 물리적인 상호작용만을 나타내는 열역학 모델식을 이용해서는 해석이 불가능한 시스템이다. 전해질 공정을 해석할 수 있는 Tool은 범용성 화학공정 모사기에는 대체로 갖추어져 있지 않다. 상용성 공정 모사기에 OLI사의 Electrolyte Module을 갖추어야만 전해질 공정을 해석할 수 있다. 본 연구 정보 제공에서는 전해질 공정의 기본적인 열역학적인 해석과 전해질 공정의 예를 몇 가지 들어서 실제 공정의 해석기법을 소개하고자 한다.

화학산업은 철강, 시멘트와 함께 에너지 다소비 부문으로 분류되고 있으며, 이에 따라 기후변화협약에 따른 온실가스 배출 절감 노력이 절실한 분야이다. 따라서 온실가스 배출 삭감 및 에너지 효율제고는 신기술의 개발과 도입, 폐자원 재활용 및 에너지 절감에서부터 설비 변경, 공정개선에 이르기까지 전 영역에 걸쳐 이루어져야 할 것이다. 본 화학산업의 온실가스저감 신기술연구회는 최근 화학산업에서 관심이 증가하고 있는 온실가스 배출 절감을 위한 신기술을 다루고자 한다. 특히 반응, 분리 등의 분야에서 에너지 절감을 통하여 온실가스의 배출을 저감하기 위하여 국내,외에서 개발중이거나 개발 예정인 신기술의 소개에 주안점을 둔다. 이를 위해 본 연구회는 매달 자체적으로 세미나를 통해 최신 연구동향을 토론하고 이에 대한 정보를 제공할 예정이다.

반도체 세정기술(cleaning technology)은 반도체 기판의 오염제거와 제조공정에서 발생하는 불순물과 같은 오염원의 처리로, 소자 신뢰성 및 성능의 향상과 최대 수율을 얻기 위한 공정기술이다. 전체 반도체 제조공정의 1/3이상이 세정공정으로 구성되어 있어 그 중요도를 짐작케 할 수 있다. 반도체 소자의 미세화에 따라 허용 가능한 불순물의 농도 및 크기가 엄격하게 제한되고 있다. 따라서 이런 기준을 맞추기 위하여 새로운 세정 화학물질, 공정방법, 공정장치, 공정순서의 최적화 등에 대한 연구가 세정기술의 전반에 걸쳐 계속 진행되고 있다. 여기에서는 반도체 소자제조공정에서 중요한 분야인 세정공정을 소개하고 관련된 연구 성과 및 새로운 관련 연구 동향을 소개한다.

최근 전자 정보 통신의 발달에 크게 기여한 MEMS(microelectromechanical system)의 기술을 이용하여 마이크로 반응시스템을 개발함으로써, 마이크로 유체를 제어하고 반응성 및 반응의 효율성을 향상시켜 에너지의 효율적인 사용과 함께 환경문제를 줄이고자 노력하고 있다. 이와 같이 최근 많은 관심과 연구가 진행되고 있는 마이크로 반응시스템을 소개하고, 연구 동향을 살펴봄으로써, 연료전지를 비롯한 각종 화학반응 시스템에서의 응용 범위와 관련기술들을 많은 연구인력들과 정보를 공유하고 이를 활용할 수 있는 기회를 마련하고자 한다.

미세구조 고분자소재는 바이오 및 전기전자소재 등 다양한 분야에 폭넓게 응용될 수 있다. 본 사업에서는 고분자소재의 기능화를 위한 방법으로 나노/마크로 크기의 기공구조 설계 및 모폴로지 제어와 같은 미세구조 고분자 신합성 공정기술과 이의 관련 기초기술에 관한 정보를 제공하고자 한다. 특히 유럽지역과 영국 리버풀대학에서 진행하고 있는 다양한 기공형성체에 따른 미세구조 조절 방법과 emulsion templating 기술을 이용한 고기능성 미세구조 제어기술에 초점을 맞추어 연구정보를 제공할 예정이다.

오늘날 화학공업에서의 공정에 관한 연구는 안전하며 간결하고 에너지 효율성이 높고 환경친전인 반향으로 진행되고 있다. 이러한 공정 분야의 연구 방향은 process intensification이라는 한 가지로 표현할 수 있다. Process intensification이란 목표 생산량을 달성하면서도 화학공장의 크기를 매우 작게 감소시키는 것, 주어진 장치에서 생산량을 매우 크게 증가시키는 것, 단위 생산량에 대한 에너지 비용을 절감하는 것 또는 폐기물이나 부산물을 감소시키는 것으로 정의할 수 있다. 그 중 화학공장의 크기를 감소시킨다는 것은 각각 장치의 크기를 감소시키거나 unit operation이나 장치의 수를 감소시키는 것을 의미하는데 이러한 관점에서의 process intensification에 관한 최신 연구동향을 소개하고자 한다.

2000년 이후 많은 각광을 받고 있는 나노구조 소재들(반도체 나노입자, 전도성 고분자, 나노기공물질)은 물질 자체의 합성 단계에서 이제 구체적인 응용단계로 접어들고 있다. 이러한 응용 분야 중에서 에너지 절감 및 차세대 에너지원으로 각광을 받는 Light Emitting Diode(LED), Solar Cell 응용 및 관련 연구결과들에 한정하여서 최신 동향을 파악하고자 한다. 정보수집방법은 각종 소재 관련 journal들(Chem. of Mater. Adv. Mater., J. Phys. Chem. B 등)에서 관련 게재 논문을 review하여서 최신 동향을 파악하고 향후 연구방향에 대해서 예측해보고자 한다.

최근 환경 및 에너지원의 고갈 등의 문제로 폭발적인 관심을 받고 있는 연료전지는 수소와 같은 연료의 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 환경친화적 고효율 발전 장치이다. 지난 수십년 간 이루어진 집중적인 연구 개발의 결과, 연료전지는 가까운 장래에 상용화될 것으로 예상되며 세계 각국은 연료전지 실용화 및 사용화 연구 개발을 경쟁적으로 실행하고 있다. 따라서 시시각각 개발되고 변화되는 연료전지 분야의 기술 변환 추이는 국내 연료전지 개발에 있어 매우 중요하다고 판단된다. 본 사업에서는 MCFC, PEMFC, DMFC, SOFC 등 여러 종류의 연료전지의 국내외 최신 연구 및 개발 동향 및 관련 학회 동향을 파악하여 이를 요약, 정리하여 국내 연료전지 분야의 전문가 및 학생들에게 유용한 정보를 제공한다.

본 사업에서는 최근 기업에서 가장 큰 이슈가 되고 있는 에너지 절감을 실현하는데 많이 활용되고 있는 공정데이터 분석 및 시뮬레이션, 데이터 보정, VOA(Virtual Online Analyzer), 모니터링 및 Alert, 최적화 기법에 관하여 다루고, 실제로 산업현장에 적용된 사례를 다루고자 한다. 특히, 여러 기법을 현장에 적용할 때 문제점이나 유의해야 할 점, 프로젝트를 성공적으로 완료하기 위해서 고려해야 할 점 등에 관하여도 필자가 경험한 내용 등을 다루고자 한다. 또한, 에너지 절감을 실현하기 위한 최신의 연구동향에 관하여도 다루고자 한다. 이러한 정보의 제공을 통하여 독자는 공정시스템 분야의 여러 기법을 실제 에너지 절감을 실현하는 데 어떻게 이용할 수 있으며, 산업체 적용 시 유의할 점과 최신 연구동향 및 산업체 적용성과 등에 관한 중요한 정보를 얻을 수 있게 될 것으로 기대한다.

우리가 다루고자하는 문제의 복잡성과 크기, 그리고 요구되는 computation의 양이 급격히 증가함에 따라, bioinformatics, 계산화학 및 molecular simulation 등에의 응용을 비롯하여, multiscale modeling 및 simulation과 병렬계산에 기반한 computation연구, 그리고 여러대의 수퍼컴퓨터와 고가의 실험장비를 초고속 network으로 엮는 Grid computing에 기반한 차세대 supercomputing에 대한 관심과 응용연구가 국내외 화공학계에서 증대되고 있다. 본 IP는 compute-intensive한 분야의 최근 연구동향과 관련 기술들을 소개함과 아울러 관련연구자들간 정보의 비판적인 공유를 위한 장으로 활용될 예정이다.

최근 몇 년 동안 Dip-pen Nanolithography(DPN)가 활발하게 연구되어 왔다. 이 기술은 Atomic Force Microscope(AFM)의 tip을 이용하여 기판에 수 nm 크기까지 유기물을 nanopatterning 하는 것이다. 이와 같은 DPN에 대한 최근의 연구 동향, 다른 패턴 기술과의 차이점, 이의 적용을 위해서 필요한 지식들에 대하여 소개하고자 한다.

식물유래 천연물에 대한 지속적인 관심은 최근 들어 'Omics'의 눈부신 발전과 더불어 Plant Metabolic Engineering응용에 까지 이르고 있다. 많은 문제점으로 인해 수많은 장점에도 불구하고 식물세포배양공학을 산업화로 이어지지 못하게 했던 주요 원인들을 이러한 최신 기술로 규명할 수 있게 되었으며 수년 안에 이를 기반으로 하는 주요 산업들이 제자리를 찾아갈 것으로 기대하고 있다. 이러한 산업 및 공학적 조류를 이해할 수 있도록 관련 기초 지식과 응용기술을 소개하여 생물화학공학이 나아가야 할 바를 조심스럽게 진단해보고자 한다.

인간게놈의 서열분석 (genomics), 기능유전자의 해독과 단백질 공학 (proteomics) 에서의 눈부신 진보는 새로운 생물분자의 개발과 생산에 대한 체계적 접근을 가능하도록 만들고 있다. 이러한 가능성은 생물정보학 (bioinformatics), 세포 대사/조절/신호 경로의 수학적 모델링에 기초한 체계적 생물학 (systems biology) 그리고 분리/정제 기술 (separation/purification technologies) 을 생물반응기와 분리공정을 포함하는 상류/하류 공정 (upstream/downstream processes) 의 설계/최적화/제어에 관한 체계적 공학 (systems engineering) 에서의 여러 기법들을 접목시킴으로서 이룩할 수 있다.

코팅 공정은 표면의 마모나 부식을 방지하는 목적으로 산업적으로 널리 사용되어 왔으며, 최근에는 대전방지, 향균, 전자파 차폐 등의 기능성을 가지는 재료로 그 활용성이 확대되고 있습니다. 본 연구 제공 site는 표면 코팅 재료의 원료 물질로부터 시작하여 열융사 코팅, 물리/화학 증착 코팅 등의 산업적 응용과 그 특성에 대한 소개를 통하여 관련 산업에 종사하시는 분의 이해를 도모하고자 합니다.

석유화학·정유 부문은 취급 물질이 독성이나 폭발성을 가지고 있고 주로 고온·고압에서 운전되며 공정이 복잡하게 구성되어 있어 안전관리의 강화에도 불구하고 지속적으로 사고가 발생한다. 이러한 사고는 기업의 손실로 이어지게 되므로 이러한 손실을 보다 과학적으로 평가하기 위해서는 사고분석, 설비 및 인적 신뢰도 분석이 체계적으로 선행되어야 한다. 이 연구에서는 이러한 분석방법론을 살펴보고 이들의 최근 동향을 소개함으로써 예방적인 안전관리를 지향하고자 한다.

최근 화제로 인한 대형 참사로 인하여 난연성에 대한 국민적 관심이 확대되고 있다. 특히 건축용 내장재인 단열재에 대한 난연성은 생활과 가장 밀접한 관계를 맺고 있는 분야이며, 생명과 안전에 직접적인 영향을 미치기 때문에 그 중요성이 더욱 크다고 할 수 있다. 본 사업은 건축용 단열재로 최근 많이 사용되고 있는 폴리우레탄계 단열재의 난연성에 관한 기술 및 동향에 관한 정보를 제공한다. 세계적으로 난연성 규제의 변화와 그에 대한 대처 방안을 제공하며 폴리우레탄계 난연 단열재의 수요 및 시장을 전망한다.

나노기술은 2000년 미국 정부에 의해 게놈 프로젝트에 버금가는 국가적 연구 과제로 천명된 이래, 전세계는 공학, 물리, 화학, 생물 분야에서 '나노기술'의 확보를 위해 필사적인 노력을 기울이고 있다. ‘나노물질’은 일반적으로 크기 100 nm 이하인 물질을 지칭하는데, 바이오, 에너지, 자동차, 우주항공 분야 등에서 활발하게 응용연구가 진행되고 있다. 향후 6개월에 걸쳐 한국, 일본, 북미(미국, 캐나다), 유럽(독일, 영국, 프랑스 등)의 나노기술 연구 동향을 살펴보고, 또한 Biotech, Medical, Textile 분야 등에서의 나노과학기술의 현황을 소개하기로 한다.

산업현장에서 사용되고 있는 제어기의 대부분은 PID제어기 혹은 이것을 응용한 제어기이다. PID제어기는 몇몇 특수한 공정을 제외하면 매우 우수한 성능을 보장한다. 구조가 간단하지만 여러 공정과 결합하여 나타나는 응답은 다소 복잡하여 이 제어기의 tuning은 쉬운 작업이 아니다. 이 제어기의 범용성에 비추어 매우 많은 tuning방법이 제안되어 있으며 아직도 연구결과가 발표되고 있다. PID제어기 tuning법은 여러 분야 (전기, 전자, 기계, 항공, 화공)에서 연구되어지고 있는데 서로간의 정보교류가 적어 연구결과가 알려지지 않고 있거나 연구가 중복되는 것을 볼 수 있다. 본 조사는 지금까지 발표된 PID제어기 tuning법을 정리하여 화공산업현장에서 최적의 tuning방법을 찾을 수 있도록 하고, 또한 이것에 관한 연구를 하고자 하는 학생들이 쉽게 이것에 관한 현황과 연구방향을 찾을 수 있도록 한다.

본 사업에서 합성 및 응용에 대한 정보를 제공하고자 하는 물질은 크게 두 가지로서, 규칙적 메조세공(2-50 nm)을 갖는 실리카계 분자체 물질(MCM-41, -48, HMS, SBA-15)과 마이크로세공(< 2 nm)을 갖는 결정형 알루미노실리케이트 분자체인 제올라이트(ZSM-5, beta, ETS-10 등)이다.

최근의 생명공학 분야의 연구동향을 다루기로 한다. 우선 2002년도 및 2003년도 현재까지 이루어졌던 핵심기술의 발전동향을 살펴보고, 이들 중 주로 의약품, 미생물 농약등에 관련된 최신 연구동향과 산업관련 추이를 살펴본다. 또한 다양한 세포를 인위적으로 진화시켜 원하는 대사물을 적절하게 생산할 수 있는 방향적 진화에 관련된 연구동향과 지노믹스, 프로테오믹스에 관련된 최신 연구동향을 제공한다.

본 연구정보에서는 생물 및 환경공정에서 다변량 통계 분석 방법 및 공정 모니터링 기술의 최근 연구 정보를 제공한다. 특히 요즈음 각광을 받고 있는 대부분의 BT/NT기술이 대부분 회분 공정이므로 회분식 생물 및 환경 공정의 통계학적 공정 모니터링 기술에 대한 학회동향, 연구동향과 연구결과에 대한 정보를 제공한다. 그리고 바이오 상업의 상용화 연구 및 생물학적 공정의 바이오텍 밸리로 유명한 벨기에 겐트 대학의 BIOMATH학과에서 연구중인 Metabolic Engineering기술에의 microarray기술의 응용과 환경 및 생물공정에서 microarray기술의 응용과 연구동향에 대한 정보를 제공한다.

본 연구회에서는 화학공학 전반에 관련되는 열역학을 주제로 한달에 2번 이상의 세미나를 마련하고 이 자료를 화공정보연구센터에 제공할 계획이다. 본 연구회에서 제공될 정보는 상태방정식, 과잉깁스모델 등의 열역학 모델 분야 그리고 과잉엔탈피 측정, 이온액체의 응용, 저압상평형 실험 등 본 연구실에서 진행되는 과제의 소개 및 그 외 현재 외국에서 진행되는 열역학 최신 조류에 대하여 소개할 예정이다.

본 과정에서는 전자제품 들의 고속화, 기기의 소형경량화, 디지털화, 고기능화 등의 요구사항에 따른 재료 및 공정기술의 변천사 및 현황 그리고 향후 발전방향과 화공인들의 역할 등에 대한 기술을 진행하고자 한다.

탄소나노튜브는 형상의 특이함으로 많은 연구자들의 관심을 사로잡고 있습니다. 이 구조의 특징을 살려 적용할 수 있는 응용연구가 다양하게 시도되고 있으며, 지금까지 연구결과 유망하다고 평가되는 분야는 복합재료분야, 정밀 제품의 부품분야, 에너지의 변환 및 저장분야를 꼽을 수 있습니다. 본 정보제공 site에서는 탄소나노튜브를 위시한 탄소나노소재의 각 분야별로 최신 연구 및 사업화에 관련된 정보와 향후 전개에 대한 전망을 제공하여 국내 학계의 여러 연구자들에게 도움을 주고자 합니다.

유럽내의 생물학적 하폐수처리 공정에 관한 학회 동향, 하폐수처리 분야의 연구자와 최신 연구동향 소개와 함께 바이오 상업의 상용화 연구 및 생물학적 공정의 바이오텍 밸리로 유명한 벨기에 겐트 대학의 Department of Applied Mathematics, Biometrics and Process Control(BIOMATH)의 개략적인 연구내용에 대한 정보를 제공한다.

최근 많은 관심과 연구가 진행되고 있는 Bioelectronics 분야에 대한 연구 동향을 기술하고, 생물전자소자의 전자전달 특성 및 이를 이용한 Artificial molecular photodiode, Artificial photoreceptor, 및 색체인식등의 응용예를 소개하여 많은 연구인력들이 정보를 공유하고 이를 활용할 수 있는 기회를 마련하고자 한다.

오존층 파괴물질에 대한 국제적인 규제현황, CFC대체 혼합냉매 개발현황, 최신 연구동향 및 차세대 대체냉매의 개발전망 등에 대한 종합적인 기술정보를 체계적으로 수집분석하여 제공함으로써 선진국과의 기술경쟁 및 국내 관련산업의 지속적인 발전에 이바지함.

에어로졸 연소합성법(Combustion Aerosol Synthesis)을 이용하여 화학적으로 복잡한 고순도 세라믹스 나노입자 및 나노 복합재료을 제조하는 경제성있는 공정 개발 현황, 화염속에서 미세반응기로 작용하는 droplet으로부터 형성되는 에어로졸 입자의 생성 및 성장기구 그리고 생성된 나노입자의 소결현상 해석에 관한 연구내용을 제공한다. 또한 에어로졸 연구실에서 현재 진행중인 연구과제에 대한 정보를 제공한다.

미동부의 명문 사립대 아이비 리그중 하나인 University of Pennsylvania의 Department of Chemical and Biomolecular Engineering에서 연구하는, 촉매, 연료전지, 바이오 분야 등에 대한 정보를 제공한다. 특히 본인이 수행중인 SOFC(고체 산화물 연료전지)에 대한 연구를 중심으로 진행하고자 한다.

나노화학공정시스템에 대한 세계의 최근 연구동향을 국내 화학공학계에 소개하여 연구자 및 기술개발인들의 관심을 야기하고 미래화학산업의 창출에 대한 진지한 논의를 전개하고자 한다.

생물화공 분야의 최근 연구 및 산업계 동향을 알아본다. 국내 생명공학분야의 벤처 산업 동향 및 해외 생명공학 산업의 동향, 연구동향등을 알아본다.

본 유기 폐기물 촉매 열분해 공정 연구회는 최근 증가하고 있는 폐플라스틱이나 폐목재, 폐종이, 농임산 폐기물 같은 유기 폐기물(바이오매스)를 처리하여 페놀 등의 유용한 화학물질이나 가솔린, 수소 등의 연료를 얻는 공정에 대해 다룬다. 특히 촉매를 사용하여 선택성과 품질을 향상시키는 공정의 개발 및 소개에 주안점을 둔다. 이를 위해 본 연구회는 매달 자체적으로 세미나를 통해 최신 연구동향을 토론하고 이에 대한 정보를 제공할 예정이다.

본 사업으로 학,연,산 간의 유기적인 정보교류 협력을 통한 초임계 유체공정 관련기술부문의 현안 문제점을 파악하고 미래지향적인 과제탐색에 기여토록 한다.

정보 기술 활용에 관한 연구를 bio system, 특히 DNA chip data에 접목 시킨 경험을 통하여 얻은 정보들을 제공하여 학계 및 산업계의 많은 연구 기술 인력들이 정보를 공유할 수 있는 기회를 마련하고자 한다.

범용성 화학공정 모사기에 내장되어 있는 열역학 모델식을 소개한다. 상태방정식 모델식과 액체 활동도계수 모델식들의 용도 및 장단점을 소개하며, 상태방정식 모델식의 경우 삼차형 상태방정식과 비삼차형 상태방정식과 순수성분의 증기압을 잘 추산하기 위한 Alpha form과 혼합물의 K-value를 잘 추산하기 위한 Mixing rule을 소개한다. 또한 전해질용액과 특수공정을 모사하기 위한 Special Pakcage를 소개한다. 그 외에 고분자 용액에 적용할 수 있는 열역학 모델식과 SAFT모델식 및 Molecular Simulation을 이용한 물성계산법을 소개한다.

국내외 화학증기침투(CVI)법을 이용한 세라믹 복합재료의 제조에 관한 최신 연구 동향 및 정보를 수집 분석하여 학계와 산업계의 관련된 연구자에게 제공함으로써 연구 개발 수행에 도움을 주는 것을 목표로 한다.

colloid, macromolecule, polyelectrolyte, 서스펜션 및 에멀젼 등의 복잡유체(complex fluids)가 micro-channel과 같은 confined space에 존재하는 경우의 static 및 dynamic 특성에 관련된 최근의 연구자료를 제시하고자 한다. chemical engineering science의 기초분야로서, narrow pore, microcapillary, porous media, 그리고 bio-medical 시스템 등과 밀접하지만 국내의 관심과 축적된 연구기반이 매우 열악하다. 관련 simulation 기법과 microstructural characteristics, long-range interactions, electrokinetic flow 자료 등이 제공될 범위임.

'90년대 이후 SOx, NOx, CO2 저감에 대한 관심이 증대되면서 가스화 반응을 응용한 여러 환경친화적 공정이 개발되고 있는데, 석탄과 정유공장의 중잔사유를 사용하는 가스화복합발전 기술과 더불어 폐기물 분야 등에 적용되고 있는 국내외 기술현황을 소개하고자 한다. 가스화복합발전 (IGCC: Integrated Gasification Combined Cycle)은 가스화, 가스정제, 집진 및 발전설비가 연계된 공정으로서, 이들 각 분야에 대한 국내외 기술개발 현황과 국내에서도 2010년 이전에 상용급 설비가 설치될 것으로 예상됨에 따른 전반적 기술내용을 전달하고자 한다.

석유 화학 및 정유 분야의 산업 동향, 촉매분야 최근 연구동향 등에 대한 기술정보를 분석하여 제공함으로써 국내 관계 분야 연구 및 산업의 발전에 이바지하고자 한다.

에너지 산업은 이른바 굴뚝산업의 대명사라고 할 수 있으나 국가기간산업으로서 국민 경제에 미치는 영향이 매우 크며 대형 장치산업이라는 특성으로 인하여 사고가 발생하면 대형 참사로 이어지기 쉽다. 손실방지기술이란 에너지 산업체에서 인적·물적·환경적 손실방지를 위한 모든 기술개발을 이르며 여기에서는 유럽, 미국 그리고 일본을 중심으로 각국에서 어떤 정책과 마스터 플랜을 가지고 기술을 개발하고 있는지를 소개한다.

열역학 물성 데이터베이스와 물성/상평형 계산 프로그램은 공정의 모사, 설계, 조업에 있어서 가장 중요한 요소이다. 국내 열역학 및 공정산업의 발전을 위하여 최근 각 나라별로 개발중인 데이터베이스를 소개하고 물성 및 상평형 계산의 최신 연구동향을 제공하고자 한다.

최근에 미국을 중심으로 전통적인 소각 및 유사기술(열분해/가스화후 후연소 등)을 대신할 소각대체 기술들에 대한 연구 개발이 활발히 수행되고 있다. 이러한 소각대체 기술은 화염 및 자유산소산화공정이 없어 근본적으로 다이옥신류을 생성하지 않으면서 유기물을 분해할 수 있고, 적용 온도가 낮아 수은을 제외한 유해중금속이나 방사성핵종의 휘발을 억제하여 유해물질의 대기로의 배출가능성이 거의 없을 뿐만 아니라 배기체의 발생량도 아주 적어 주민수용(public acceptance)이 용이하다. 본 사업은 소각대체 기술 (alternative incineration technology)에 대한 연구개발 현황을 분석하여 관련 정보를 제공하고자 한다.

근대에 들어 많은 관심과 연구가 진행 중에 있는 환경 부분의 수처리 공정과 대기 오염 분야의 최신연구현황과 연구정보를 수집하여 환경공학 분야의 연구자들에게 최신 연구동향과 정보를 제공하는 것을 목표로 한다. 최근 국내외 환경 규제치의 강화 움직임에 맞춰 최근에 많은 연구가 이루어지고 있는 분야 중 실제 산업 현장에서 많이 이용되는 수처리 공정개발, 모델링, 제어, 자동화 분야와 대기오염물질농도 예측 및 모델링, 소프트 센서 분야, 오염 물질의 최소화 분야 등의 환경공학의 최신연구정보를 제공하는 것을 목표로 한다.

본 연구회(RGPF; Research Group of Polymer Frontiers)는 우리생활과 밀접한 관련이 있는 고분자에 초점을 맞추며, 고분자의 일반적인 제조 공정 및 특수 물성을 위한 고분자재료의 요건 및 가공방법 등에 관한 정보를 집약함으로써 새로운 용도 및 소재개발의 기틀을 마련하고자 한다.

본 정보제공은 북미 공정산업계의 정보기술 응용현황을 소개함으로, 국내 연구단체와 관련 업계에 기본자료를 제공하고 장기적으로 첨단 정보기술의 국내 연구 및 응용을 도모하는 것을 목적으로 한다.

국내 및 국외의 분자 열역학 분야의 최신동향 에 관한 정보를 수집 분석하여 분자 열역학 분야 연구자에게 제공함으로써 국내의 열역학 분자 연구자들의 연구 방향 설정에 도움을 주고자 한다.

지난 10년간의 연료전지 연구경험, 한국의 IEA 연료전지 위원회 대표 등의 지위를 십분 발휘하여 현재 국제적으로 진행되고 있는 연구개발, 주요쟁점 사항, 각국의 상업화 계획 등을 중심으로 국내 연구자들에게 도움이 되는 정보를 구체적이며 종합적으로 제공하고자 한다.

미래의 핵심산업이 될 에너지, 환경, 소재 분야를 중심으로 이들 산업에 핵심이 되는 촉매에 대한 정보를 제공함으로써 방향성 있는 연구개발이 수행되는데 도움을 주고, 주로 단일 상품화될 수 있는 촉매 기술을 바탕으로 한 연구정보, 산업정보를 제공

화학 공정 분야에서 요구되는 표준화 관련한 최신 정보를 수집, 운영함으로써 관련 기업이나 연구 기관에 보다 체계화된 정보를 제공하는 것을 목적으로 한다.

국내 및 국외의 공정제어 분야 최신동향에 관한 정보를 수집 분석하여 공정제어분야 연구자에게제공함으로써 국내 공정제어 분야교육 및 연구를 활성화한다. 또한 이를 통해 공정제어 분야 현안문제 해결 및 미래지향적인 과제탐색을 가능케 함으로써 국내 공정제어 연구분야

화공분야 신기술 창출분야인 다상흐름 및 유동공정분야의 국내·외 연구개발의 첨단정보를 수집, 축적하고 이를 양질의 정보로 가공하여 국내 전문가에게 효과적으로 제공하며 이 분야 전문가들의 의견수렴 및 교환의 장을 제공함으로써 이 분야 기술개발에 구심체의 역할을 수행

본 연구회에서는 동충하초 자실체 및 신기능성 생체활성물질의 분리 및 대량생산을 위한 생물공정에 관한 연구에 관련된 정보수집과 향후 개발 방향에 관한 토론을 목적으로 한다.

마이크로파는 전기에너지를 높은 효율로 이용할 수 있고, 특정 대상 물질만을 매우 빠르게 가열할 수 있으므로 이를 이용하는 시스템의 개발에 많은 관심이 모아지고 있다. 이에 관련된 연구개발정보를 수집하여 연구자들과 산업계 엔지니어들에게 제공함으로써 마이크로파 응용 기술의 개발과 이용에 도움이 되도록 한다.

본 연구회에서는 공정시스템 공학분야에서의 산악간의 긴밀한 협조를 통해 실제 산업현장에서 필요로 하는 기술을 정확히 파악하고, 학교에서 이루어진 연구성과를 현장에 적용함으로써 안정적인 공장의 운영과 품질관리 및 원가절감을 위한 최적화를 수행하고자 한다.

본 연구회에서는 특성화된 환경친화기술을 소개하여 국내적으로 기술의 국산화, 실용화 및 수출화를 도모하고 국제적으로 지구환경 개선 및 각종 무역장벽에 대비하고자 한다.

유기전기 발광소자와 같이 화학공학의 힘이 필요로 하는 분야에 많은 화학 공학인이 접근할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 유기전기 발 광소자와 표시소자 분야의 새로운 동향을 정리하여 여러 사람이 알아볼 수 있도록 분야별로 정리하여 웹 상에서 제공하고자 한다

본 연구회에서는 환경오염방지 공정기술에 응용 가능한 유동층공학의 기술개발의 현황과 신기술 개발을 위해 학,연,산간의 정보교환을 목적으로 한다.

증류공정의 설계와 운전과 관련된 최신 정보를 수집 분석하고 이를 관련 실무자 및 연구자에게 제공함으로써 동분야 산업체 및 학계의 많은 연구기술 인력들이 정보를 공유하고 기술교류의 장으로 활용할 수 있는 기회를 마련하고자 한다.

본 연구회에서는 유화중합 기술과 분산기술 Membrane Emulsification, Encapsulation 기술등 환경친화적인 공정을 실제 산업화되도록 전파하는 역할을 하며,이를 이용한 고분자 콜로이드 또는 고부가가치의 고기능성 고분자 콜로이드입자를 제조하여 코팅소재,페인트,점착제,바인더,고충격 고분자 리텍스 발포 제품,인체적합형 의료용 생분해성 고분자,의류용 천연 향기능성 미립자 제조등의 응용분야에 적용하는 기술에 대해 논의하고자 한다.

본 연구회에서는 화공안전 및 정보관리에 관한 국내 전문가들의 지식 및 인적자원 교류의 구심점을 제공하고, 국내 안전정보관리 분야에 있어서의 애로기술 파악과 해결방안을 제시하여 향후 실속 있고 효율적인 산악연 공동연구의 기틀을 마련하고자 한다.

본 연구회에서는 현재 국내외 화학공장의 방호설비에 관한 동향과 개선방안 및 피해 국소화 대책 그리고 선진국에서 행해지고 있는 성능기준 화재안전 설계 적용한 화학공장의 소방설비의 개선 방안에 대해 공학적으로 접근하여, 화학공장의 안전 설계와 국내 화재안전의 지식 베이스 확보 및 화재,폭발 방호에 대한 연구분야를 활성화 하고자 한다.

본 연구회에서는 계면공학 특히 기초 계면물성 및 이들의 modification 연구에 관여하는 학계, 산업체, 국립 연구소의 연구인력간 정보, 기술의 교환 및 토론의 기회를 체계적으로 수립하여 첨단산업 기술에 필수적인 계면 및 콜로이드공학의 발전에 기여하고자 한다.

지난 5년간 실시간 정보 기술 활용에 관한 연구를 통하여 얻은 정보들을 제공하여 학계 및 산업계의 많은 연구 기술 인력들이 정보를 공유할 수 있는 기회를 마련하고자 한다.

컴퓨터의 성능 향상과 더불어 분자 전산 모사(Moecular-Based Computer simulation)는 분자 차원의 실제적인 정적 및 동적 특성을 구현할 수 있어 화학공학의 다양한 분야에 적용되고 있다. Moecular Simulation과 관련된 분자 열역학, 분자모델링, 전산모사기법 등의 분야에 보다 실질적으로 도움이 되는 정보를 국내 관련 연구자들에게 제공하고자 한다.

본 연구회에서는 초임계 상태의 유체를 다양한 분야에서 활용하려는 활발한 연구추세에 맞추어 국내 유관 연구진이 연합하여 정보를 교환하고 공유함으로써 향후 초임계유체 활용 분야의 국내 진작에 기여하고자 한다.

21세기에 요구되는 신소재 재료 개발 기술, 고효율 환경 후처리 기술, 에너지 및 환경 친화적인 정밀화학 제품 합성 기술 등의 국제 경쟁력 확보의 일환으로 플라즈마를 이용한 국내 기술 인프라가 시급히 확보되어야 할 것으로 판단되며, 이를 위해서는 국내 전문가들의 정보 교류 및 연구 협력 체제의 확립이 절실히 요구된다.