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보고서 상세정보

유/무기 하이브리드 나노소재 제조를 위한 유니버셜 아토믹 글루

  • 과제명

    유/무기 하이브리드 나노소재 제조를 위한 유니버셜 아토믹 글루

  • 주관연구기관

    (재)철원플라즈마산업기술연구원

  • 연구책임자

    김성인

  • 참여연구자

    오일권   염근영   장준경   이해신  

  • 보고서유형

    1단계보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2015-11

  • 과제시작년도

    2015

  • 주관부처

    미래창조과학부
    KA

  • 사업 관리 기관

    한국연구재단

  • 등록번호

    TRKO201600001222

  • 과제고유번호

    1711027155

  • 키워드

    유무기 하이브리드 유무기 화합물 나노융합소재,유니버셜 몰레귤라 글루,하이브리드 소재organic inorganic hybrid,organic inorganic composite,nano composite,universal molecular glue,nano materials,hybrid materials,property amplification

  • DB 구축일자

    2016-05-14

  • 초록 


    □ Purpose
    By developing a true Organic/Inorganic (O/I) hybrid having a property amplification, a breakthrough in bio and polym...

    □ Purpose
    By developing a true Organic/Inorganic (O/I) hybrid having a property amplification, a breakthrough in bio and polymer composite materials can be achieved. - the true O/I hybrid cannot be synthesized when organic and inorganic materials do not make any chemical bonding between them with a general surface treatment. By applying an universal molecular (UMG) which make chemical bond to both to both orgniae and inorganic in a molecular scale, we can generate a similar property moldable polymer composite materials which ahs a metallic conductivity and (2) a in vivo bio-composite materials which can be used for 3D printing to make artificial teeth, bone, joint or an artery stent.

    □ Contents
    l. Survey and design the UMG by computation method: to find an optimum UMG structure and materials from hundreds of UMG candidate considering, various functional group, monomers, doping agents, the computational method shall narrow down the numbers, A date base for UMG and O/I hybrid map will be obtained.
    2. Experimental verification of UMG and proof of applications: a modified AFM and STM shall be used to measure the bonding strength and eletrochemical properties in atomic scale. A various applications of O/I hybrid materials shall also be investigated.
    3. Synthesis of bio hybrid materials based mainly on liquid phase process: based on sol-gel process, a process to achieve a molecular level UMG in liquid phase shall be researched and developed An in vivo bio hybrid materials with a core shell structure for use in a 3D printer will be developed.
    4. Synthesis of metallic polymer based mainly on gas phase process: a gas plasma reaction chemistry, will be investigated or synthesis of UMG. A process parameters and a reactor system for making a molecular level uniform coating of UMG on 3 dimensional shape of polymer particles will be developed. A metallic conductivity can be achieved by forming a network of conductive interfaces over the bulk.

    □ Expected Contribution
    o A novel synthesis process is established for a true O/I hybrid materials: O/I hybrid has been limited to those materials which make a chemical bonding cach other. the whole new UMG process is able to make a O/I hybrid for any given combination of organic and inorganic materials.
    o Industrial breakthrough in polymer composite materials: the materials: the metallic polymer shall make a significant development in various applications such as electronic/electric/automotive/energy fields.
    o Innovation in 3D printing for artificial in vivo medical components: 3D printing has already been used widely to make many artificial medical components. The new bio hybrid materials shall make an tremendous impacts in medical science.


    1. Universal Molecular Glue 의 개념 설정
    - 이종의 유/무기 물질을 Glue 층을 이용하여 Atomic level에서 결합하는데 목적이 있음.
    - Atomic Glue 층의 개념으로 접근하였으...

    1. Universal Molecular Glue 의 개념 설정
    - 이종의 유/무기 물질을 Glue 층을 이용하여 Atomic level에서 결합하는데 목적이 있음.
    - Atomic Glue 층의 개념으로 접근하였으나, 실질적으로 결합되는 glue 층의 구조는 molecular level에 근접하므로 Universal Molecular Gleu(UMG)로 개념정의를 수정하였음.
    2. UMG 의 개별에 대한 계산과학적 검토
    - 이종의 유/무기물을 molecular level glue를 이용하여 결합하고, 결합된 유/무기물질의 전기화학적 특성을 계산과학적으로 분석하였음.
    - 이종 유/무기물을 UMG를 이용한 결합은 필수적으로 전기화학적 interaction, electron transfer를 통한 property amplification의 생성되는 결합을, 결합된 유/무기물질의 전기화학적 특성을 계산과학적으로 분석하였음.
    - UMG 를 통한 이종의 유/무기물의 결합이 전기화학적 interaction, electron transfer를 발생시켜 property amplification이 일어나는 glue층을 계산과학적으로 설계하여 증명하고 이러한 UMG 설계 물질에 대해 원천 특허를 출원하였음.
    3. UMG합성 공정 및 분석법 확립
    - UMG를 합성 기술개발 공정을 검토하여, Plasma를 이용한 Gas phase 합성 방식, MLD공정을 이용한 합성, liquid 방식의 기능성 물질 코팅기술, pauerned UMG 코팅 공정에 대해 가능성을 확보하였음.
    - 합성된 UMG에 대한 나노물성 특성 분석을 위한 STM 활용 전기화학 분석법 및 유/무기 interaction에 대한 분석법을 확립하였음.
    4. 연구개발 사업 최종목표 수립
    - UMG이용 유/무기물질의 결합을 통한 property amplification에 의한 산업분야별 정량적 목표수립
    - (1)전도성 저온사출 성형성 복합소재-메탈릭폴리머 개발 및 응용제품 (2) 바이오구조소재, 인공치아, 뼈, 관절을 대체하는 인체친화성 소재, 무기물소재에 유기바이오물질과 융합된 코어쉘구조 복합소재 개발의 통해 3D printing 기법을 적용하는 공정기술 개발을 목표로 연구개발 사업팀을 구성하였음.


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ... 1
    2. 제출문 ... 2
    3. 보고서 요약서 ... 3
    4. 요약문 ... 4
    5. SUMMARY ... 10
    6. CONTENTS ... 11
    7. 목차 ... 12
    8. 제1장 先기획연구 개요 ... 13
    9. 1. 先기획연구의 목적, 필요성 및 범위 ... 13...
    1. 표지 ... 1
    2. 제출문 ... 2
    3. 보고서 요약서 ... 3
    4. 요약문 ... 4
    5. SUMMARY ... 10
    6. CONTENTS ... 11
    7. 목차 ... 12
    8. 제1장 先기획연구 개요 ... 13
    9. 1. 先기획연구의 목적, 필요성 및 범위 ... 13
    10. 2. 대상 소재기술의 정의 및 개념 ... 15
    11. 제2장 기술개발 현황 및 조사·분석 ... 18
    12. 1. 국내·외 기술개발 현황 ... 18
    13. 2. 선행 연구 조사·분석 및 시사점 ... 21
    14. 제3장 기술개발 목표 및 내용 ... 25
    15. 1. 원천특허 포트폴리오 ... 25
    16. 2. 연구개발내용 및 범위 ... 34
    17. 3. 기존 기술과의 차별성 및 원천성 ... 35
    18. 4. 국가 소재 R&D 전략과의 연계성 및 부합성 ... 39
    19. 5. 先연구내용 및 결과 ... 40
    20. 제4장 先기획연구 활동 추진 내용 ... 58
    21. 1. 先기획연구 추진 체계 ... 58
    22. 2. 先기획연구 방법론 ... 58
    23. 3. 先기획연구 활동 내용 ... 59
    24. 제5장 기대성과 및 활용 계획 ... 60
    25. 1. 기대성과 ... 60
    26. 2. 상용화 예상 분야 ... 60
    27. 3. 경제성 분석 ... 62
    28. 제6장 참고문헌 ... 65
    29. - 첨부; 특허출원 명세서 ... 67
    30. 끝페이지 ... 90
  • 참고문헌

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