[표지] 1
제출문 2
요약문 3
SUMMARY 4
CONTENTS 6
목차 7
제1장 서론 13
제1절 연구개요 15
제2절 연구의 필요성 16
1. 기술적 측면 16
2. 경제·산업적 측면 17
3. 정책적 측면 19
제2장 본론 21
제1절 연구 목표 21
1. 박테리아 및 바이러스 제거 효율 22
2. 기능성 입자 대면적 도포 24
3. 미세먼지 집진 필터 성능 비교 24
제2절 개발이슈 및 연구개발 추진전략 25
1. 개발이슈 25
2. 연구개발 추진 전략 26
제3절 연구개발 내용 및 결과 31
1. 기능성 필터 소재 제작 31
2. 마찰전기 기반 미세먼지 집진 필터 38
3. 광열효과에 의한 바이오에어로졸 제거 49
제3장 결론 59
참고문헌 61
부록 63
A1. 진탕플라스크법을 이용한 박테리아 농도계수 측정 63
[뒷표지] 64
〈표 2-1〉 연구내용 및 개발 목표 22
〈표 2-2〉 오염부와 청정부사이의 압력 측정 결과 46
[그림 1-1] 지구촌 확산 바이러스 이슈 13
[그림 1-2] 대표적인 실내 공기 오염 물질 및 환기 필요성 14
[그림 1-3] 미세먼지 집진 및 바이오에어로졸 제거 복합필터 개념도 15
[그림 1-4] 나노 파이버의 (좌) 국내 시장과 (우) 국외 시장 18
[그림 1-5] 공기 청정 필터 (좌) 국내 시장과 (우) 국외 시장 18
[그림 1-6] 공기 청정기 (좌) 국내 시장과 (우) 국외 시장 19
[그림 2-1] 미세먼지 및 바이오에어로졸 제거가 가능한 다기능 정전필터 모듈 개략도 21
[그림 2-2] 실내 공기 중 총부유세균 채취방법 (ES02701) 22
[그림 2-3] 진탕 플라스크법에 의한 필터의 항균 성능 테스트 방법 23
[그림 2-4] 박테리아 및 바이러스 포집 성능 평가를 위한 시험 장비 모식도 23
[그림 2-5] 도포된 기능성 입자의 균일도 분석 24
[그림 2-6] 챔버를 이용한 미세먼지 집진 필터 성능 분석 예시 25
[그림 2-7] 상용 제품에 적용 가능한 실내공기 정화용 스마트 필터모듈 26
[그림 2-8] 박테리아 및 바이러스의 광반응 메커니즘 개념도 27
[그림 2-9] 사스코로나바이러스의 감염 매커니즘 28
[그림 2-10] 박테리아 사멸 및 바이러스 감염성 제거 전략 모식도 29
[그림 2-11] 스프레이 공정 기반 기능성 입자 균일 도포 모식도 29
[그림 2-12] 향후 필터 소재 개발 전략 30
[그림 2-13] 금 나노입자의 광열효과 시뮬레이션 개념도 31
[그림 2-14] 단일 금 나노입자에 대한 광열효과 시뮬레이션 결과 32
[그림 2-15] 금 나노입자 군의 광열효과 시뮬레이션 구성 : (a) 금 나노입자가 도포된 필터... 33
[그림 2-16] 금 나노입자 군의 빛 에너지에 따른 광열효과 contour image 및 단면 그래프 :... 33
[그림 2-17] 금 나노입자 군의 구성과 조사되는 빛 에너지에 따른 광열효과 시뮬레이션 결과 34
[그림 2-18] 온도 상승을 위한 금 나노입자 개수 시뮬레이션 개념도 34
[그림 2-19] 금 나노입자의 농도에 따른 온도상승 효과 시뮬레이션 결과 35
[그림 2-20] 기능성 입자(금 나노입자)를 도포한 HAPA 필터 36
[그림 2-21] Optical power에 따른 발열필터의 표면온도 측정 결과 37
[그림 2-22] Optical power에 따른 발열필터의 표면온도 변화량 37
[그림 2-23] 각 optical power에서 위치에 따른 온도 분포 측정 결과 37
[그림 2-24] 섬유의 표면 포텐셜 비교: (a) 대조군(섬유), (b) 실험군(기능성 입자+섬유) 39
[그림 2-25] 기능성 입자의 개수에 따른 표면 포텐셜 시뮬레이션 결과 40
[그림 2-26] 기능성 입자의 개수에 따른 상대적인 표면 포텐셜 비교 결과 40
[그림 2-27] 미세먼지 집진 성능 측정 및 분석용 실험 챔버 셋업 41
[그림 2-28] 필터 체결 예시 및 미세먼지 농도 측정기 이미지... 41
[그림 2-29] (a) 스프레이 기법을 이용한 기능성 입자 도포 (b) 기능성 입자가 도포된... 42
[그림 2-30] 상용 HEPA 필터 원단의 PM10 및 PM2.5에 대한 집진 성능 측정 결과:... 43
[그림 2-31] 기능성 입자가 도포된 Au-HEPA 필터 원단의 PM10 및 PM2.5에 대한 집진 성능... 44
[그림 2-32] 실험군과 대조군의 집진 성능 비교: a) PM2.5 b) PM10 45
[그림 2-33] 대면적 집진 필터 섬유 제작을 위한 고분자 용액 합성 47
[그림 2-34] 전기방사기법을 통한 기능성 섬유 매트릭스 제작 48
[그림 2-35] 투과전자현미경으로 분석한 기능성 용액기반 섬유 구조체 분석 48
[그림 2-36] 온도에 따른 생물학적 시스템(세포, 조직, 개체)의 영향 49
[그림 2-37] Escherichia coli ATCC℃® 25922의 전자현미경 이미지[이미지참조] 50
[그림 2-38] 평판계수법을 이용한 표준시료의 박테리아 농도 측정 51
[그림 2-39] 1/10⁴ 희석액에 대한 박테리아 농도 계수 51
[그림 2-40] 박테리아 사멸 실험 모식도 (a) 비말형태의 스프레이를 통한 기능성 필터 위... 52
[그림 2-41] 광열효과에 의한 박테리아 사멸 실험 결과 52
[그림 2-42] 빛 조사시간에 따른 박테리아 사멸 실험 결과 53
[그림 2-43] (a)(c) 필터 표면에서 살아있는 박테리아와 (b)(d) 사멸된 박테리아의 SEM 이미지 53
[그림 2-44] (a) 인플루엔자 바이러스의 전자현미경 사진과 (b) 인플루엔자 바이러스의 구조 54
[그림 2-45] MDCK Cell에 의해 형성된 콜로니(colony)의 현미경 사진 55
[그림 2-46] 인플루엔자 바이러스 감염성 억제 실험 개략도 55
[그림 2-47] Crystal violet 용액을 이용한 MDCK 세포 염색 결과 56
[그림 2-48] 광열효과 및 광열/광촉매효과에 의한 바이러스 감염성 억제 실험 결과 57
[그림 2-49] 빛을 조사한 필터에 흡착된 바이러스의 역전사 중합효소 연쇄반응 결과 58
[그림 2-50] 광열효과에 의한 바이러스 감염성 억제 메커니즘 58
[그림 3-1] 기존 기술과의 조화를 통한 공기 중 유해물질 제거 모듈 개념도 60