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SUMMARY
Contents
목차
제1장 연구개발과제의 개요 13
제1절 연구개발 기술의 개념 13
가. 생체채널 기반 분자/이온 이송 시스템 기술의 개념 13
나. 생체채널 소재(biotic component) 개발 기술의 개념 15
다. 지지플랫폼(Platform Technology) 제작 기술의 개념 16
라. 생체채널-플랫폼 인터페이싱(System Integration) 기술의 개념 17
제2절 연구개발 목표 18
가. 연구개발 최종목표 18
나. 단계별 연구개발 목표 18
제3절 연구개발의 중요성 19
가. 기술적 중요성 19
나. 경제적, 산업적 중요성 20
다. 사회적 중요성 21
제2장 국내외 기술개발 현황 23
제1절 국외 기술개발 현황 23
가. 생체채널을 지지를 위한 나노다공성 멤브레인 지지체 동향 23
나. 생체채널기반 정수 시스템 개발 동향 24
다. 박테리오로돕신의 분광학적 특성을 이용한 응용 기술 25
제2절 국내 기술개발 현황 26
가. 아쿠아포린에 대한 이론적 연구 26
나. 국내 정수시스템 개발 연구 27
다. 생체채널(박테리오로돕신)의 거동분석 기술 28
제3장 연구개발수행 내용 및 결과 29
제1절 생체채널(아쿠아포린/박테리오로돕신)의 대량 발현 시스템 및 고효율 정제기술 개발(경희대 공동연구) 29
1. 분자생물학적 방법을 통한 대량 발현 시스템 개발 29
2. 아쿠아포린의 고효율 분리정제 기술 확보 32
3. 막단백질 합성/정제 기술을 적용한 기능성 생체채널 발굴 35
4. 생체체널과 인공생체막의 결합 기술 및 이송 특성 분석 기술 개발 36
제2절 생체채널 지지를 위한 고세장비 알루미나 나노채널 지지체 제작기술 확보(강원대 공동연구) 41
1. 극저온 알루미늄 양극산화 공정을 통한 나노채널 표면 균일성 확보 41
2. 고도화된 알루미늄 양극산화 공정을 알루미늄 기판에 적용 및 표면 균일성 확보 42
3. 전류제어 알루미늄 양극산화 공정 확립 43
4. 전해질 최적화를 통한 50nm급 나노채널 제작 45
5. 생체 채널과의 최적의 인터페이싱을 위해 20nm급 나노채널 제작 47
6. 최적의 식각액 선정을 통한 알루미늄 식각 공정의 확립 47
7. 관통형 알루미나 나노채널을 제작하기 위한 장벽층의 식각 공정 확립 48
8. 고분자층을 이용한 알루미나 나노채널의 내구성 향상 49
9. 고세장비 알루미나 나노채널의 제작 50
10. 제작된 고세장비 비대칭 알루미나 나노채널의 형상에 따른 투수 특성 평가 51
11. 20nm 급 알루미나 나노채널 지지체의 제작 공정 최적화 52
12. 300nm급 알루미나 나노채널 지지체의 제작 공정 수립 및 공정 조건 최적화 54
13. 20nm급 알루미나 나노채널 지지체의 표면 처리를 통한 분자 분리 특성 평가 55
14. 생체채널의 평면막 재건을 위한 서브나노미터급 나노채널 지지체 제작 56
15. 알루미나 나노채널 지지체의 대면적화(4㎠ 급) 57
16. 알루미나 나노채널 지지체의 대면적화(50㎠ 급 가능성 검증) 58
17. 알루미나 나노채널 지지체의 가용 압력 확보 58
18. 표면처리된 150nm 급 알루미나 나노채널 지지체를 이용한 극성분자 분리 59
19. 표면처리된 알루미나 나노채널 지지체를 이용한 극성분자 분리 시 나노채널 직경의 영향 분석 60
20. 알루미나 나노채널의 표면 처리를 통한 투수성 변화 검증 61
21. 생체채널 지지체의 나노기공/채널 형상 및 밀도에 따른 투수성 평가 61
22. 알루미나 나노채널 지지체를 통한 유체 이송 예측 63
제3절 생체채널-지지플랫폼 인터페이싱 기술확보 및 정수 시스템 구현(System Integration) 64
1. 높은 투수성을 지닌 견고한 인공생체막 구조체의 제작 기술 확보 64
2. 폴리머 지지체(PCTE)와의 인터페이싱(Interfacing) 기술의 확보 65
3. 세라믹 지지체(AAO)와의 인터페이싱(interfacing) 기술의 확보 77
4. 정삼투(FO) 테스트 시스템 구축 및 생체채널기반 막의 정수 성능 확인 80
5. 식물세포의 뿌리 구조를 모방한 정수 필터의 제작 85
제4절 특허/논문 성과 88
가. 특허 성과 88
나. 논문 성과 91
제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 95
제1절 목표달성도 95
제2절 관련분야에의 기여도 97
제5장 연구개발결과의 활용계획 99
제1절 활용계획 및 응용분야 99
가. 생체소재 발굴 기술 99
나. 알루미나 나노채널 지지체의 상용화 및 창업 계획[원문불량;p.99] 99
다. 생체소재기반 정수 기술 101
라. 분리막 응용 기술 101
마. 인공생체막의 화장품 물질전달체로써의 활용 102
제2절 추가 후속연구의 필요성 102
가. 생체소재 발굴 기술 102
나. 알루미나 나노채널 지지체의 고도화 102
다. 생체소재기반 정수 기술 103
제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 104
제1절 분자/이온 이송 특성 생체소재의 응용 분야 104
제2절 나노채널 멤브레인/플랫폼 분야 104
제3절 해외 생체채널기반 분자/이온 이송 시스템 기술 분야 105
1. 막단백질 기반 정수 시스템 106
2. 휴대용 정수 기기 107
3. 해수 담수화 108
4. 막이용 축산, 산업 폐수 처리 109
제7장 참고문헌 111
붙임 112
붙임 1. 연구개발결과 활용계획서[내용누락;p.111-127] 112
붙임 2. 자체평가의견서[내용누락;p.128] 112