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표제지 1

목차 6

1. 나노기술의 태동과 의미 7

01. 나노기술의 필요성 9

02. 나노입자의 개요 13

03. 2023년 노벨화학상을 수상한 양자점 연구와 응용 기술 16

2. 균일한 나노입자 양산의 중요성과 승온법의 발명 18

3. 나노입자 합성 기술 현황 23

01. 승온법을 이용한 산화물 나노입자 합성 기술 현황 25

02. 승온법을 이용한 금속 나노입자 합성 기술 현황 26

03. 승온법을 이용한 반도체 나노입자 합성 기술 현황 28

4. 나노입자의 응용기술 현황 29

01. 의약 31

4.1.1. 진단 31

4.1.2. 항암치료 36

4.1.3. 나노촉매 기술을 이용한 의약 기술 41

02. 양자점 및 이를 활용한 발광 다이오드 소자 46

4.2.1. 친환경 양자점 46

4.2.2. 양자점 발광 다이오드 46

03. 에너지 소자 48

4.3.1. 친환경 에너지 생태계의 필요성 48

4.3.2. 전기촉매로서의 나노입자 51

4.3.3. 광(光)화학적 에너지 생산과 나노입자 61

5. 세계적 수준의 나노기술연구를 위해 필수적인 국가 연구 지원의 지속성과 안정성 68

01. 현택환 교수의 장기 과제 사례 70

5.1.1. 창의적연구진흥사업 70

5.1.2. 기초과학연구원 나노입자연구단 71

02. 성공적 연구의 요인 72

5.2.1. 장기간의 안정적 연구비 지원 72

5.2.2. 협업 72

5.2.3. 첨단장비 73

5.2.4. 젊은 학자들의 성장 73

03. 학문 후속 세대 육성과 우수 신진 연구자 정착 지원 방안 74

5.3.1. 박사후 연구원 정착 74

5.3.2. 신임교원 대상 연구비 지원 정책 74

5.3.3. 신임연구자 지원 방향 74

6. 나노과학 및 나노기술 발전을 위한 정책 제언 76

01. 학계 78

6.1.1. 기초 연구 지원 강화 78

6.1.2. 다학제적 연구 촉진 78

6.1.3. 국제 공동 연구 강화 78

6.1.4. 연구 윤리와 책임 의식 확립 79

02. 정부 80

6.2.1. 장기적 관점의 연구 지원 체계 구축 80

6.2.2. 첨단 연구 인프라 센터 구축 80

6.2.3. 인재 양성 및 교육 지원 확대 81

6.2.4. 연구 윤리 및 안전성 규제 마련 81

03. 산업계 81

6.3.1. 산학 협력 활성화 81

6.3.2. 기술 상용화 및 투자 확대 81

6.3.3. 인재 확보 및 전문 인력 교육 82

6.3.4. 나노기술 관련 규제 준수 및 안전 관리 82

7. 기술확산 및 기술사업화 83

01. 정의 85

02. 기술확산 및 기술사업화의 필요성 85

03. 기술사업화의 현 상황 86

04. 기술이전 사업화 프로세스에 대한 이론적 고찰 86

05. 우리나라의 상황 87

7.5.1. 대학 및 정부출연연구기관 87

7.5.2. 국가연구개발사업 기술사업화를 둘러싼 환경 87

06. 대학/정부출연연구기관 기술사업화 협력 제고 방안 88

07. 첨언 89

8. 국가별 나노기술 추진 현황 90

01. 대한민국 92

8.1.1. 개요 및 추진 92

8.1.2. 추진 현황 92

8.1.3. 참고 사항 - 기초과학연구원 93

02. 미국 93

8.2.1. 개요 및 추진 체계 93

8.2.2. 추진 전략 94

8.2.3. 추진 목표 및 현황 94

8.2.4. 참고 사항 - 국가나노기술개발전략(NNI) 예산 95

03. 중국 95

8.3.1. 개요 95

8.3.2. 나노기술 연구개발 추진 현황 95

04. 일본 96

8.4.1. 개요 96

8.4.2. 일본 나노기술 연구개발 동향 96

8.4.3. 주요기관 96

05. 유럽연합 97

8.5.1. 유럽 나노기술 정책 개요 97

8.5.2. 유럽연합 내 나노기술 관련 규제 98

8.5.3. 유럽연합 첨단소재 전략 배경 98

8.5.4. 정리 98

06. 독일 99

8.6.1. 개요 99

8.6.2. 독일 나노기술의 발전 배경 99

8.6.3. 주요 연구 프로젝트 현황 99

8.6.4. 정리 100

9. 결론 및 전망 101

참고문헌 105

판권기 2

표목차 87

표 7.1. 기술이전 사업화 이해관계자별 특성 87

표 7.2. 부처별 기술사업화 규정 88

표 8.1. 제1기~제3기 국가나노기술지도의 의의 및 한계 92

표 8.2. 나노 관련 기초과학연구원 연구단 운영 현황(2023년) 93

그림목차 10

그림 1.1. 급격히 늘어나고 있는 AI 산업의 전력 수요 10

그림 1.2. 연도 및 에너지원별 전력 생산 비율 11

그림 1.3. 나노기술의 다양한 응용 12

그림 1.4. 크기에 따른 양자점의 색상 변화 14

그림 1.5. (a)광발광 형태의 양자점 디스플레이의 일반적인 구조(좌) 및 (b)전계발광 QLED의 일반적인 구조(우) 15

그림 2.1. 균일한 나노입자 합성 원리의 이론적 배경인 LaMer 이론 20

그림 2.2. 승온법을 이용해 합성한 균일한 산화철 나노입자의 전자현미경 사진 22

그림 3.1. 승온법을 이용한 79nm 크기의 산화철 나노입자 합성 26

그림 3.2. 승온법을 이용한 금속 & 합금 나노입자 합성 27

그림 3.3. 승온법을 이용한 반도체 나노입자 합성 28

그림 4.1. 소변 배출이 가능할 정도로 매우 작은 실리카 나노입자 기반의 형광 연료 연구 31

그림 4.2. 실리카 나노입자 기반의 칼륨 프로브 연구 32

그림 4.3. 산화철 나노입자 기반의 MRI 조영제를 활용한 대동물 이미징 연구 33

그림 4.4. pH에 따라 신호가 바뀌는 산화철 나노입자 기반의 MRI 조영제 연구 34

그림 4.5. 칼슘 이온에 따라 신호가 바뀌는 산화철 나노입자 기반의 MRI 조영제 연구 35

그림 4.6. MRET 기반의 molecular MRI 조영제 연구 35

그림 4.7. 빛에 의해 조절되는 약물 전달 시스템 연구 36

그림 4.8. 하이드로젤을 활용한 약물 전달 시스템 연구 37

그림 4.9. STING 작용제 전달을 위한 고분자 나노입자 연구 38

그림 4.10. 림프구에 특이적으로 작용하는 CAR-T 치료제 개발을 위한 고분자 나노입자 연구 39

그림 4.11. 젖산 발효 억제와 세포 내부 산성화를 통한 암 치료 연구 40

그림 4.12. 암세포 라이소좀 억제를 통한 암 치료 연구 40

그림 4.13. MFC-MSNs의 디자인과 구조 및 류마티스 관절염의 효과적 치료 과정 모식도 42

그림 4.14. 세리아-지르코니아 나노입자의 활성 제거 작용 메커니즘 및 패혈증 치료 효과 43

그림 4.15. CeO₂/Mn₃O₄ 나노입자의 개발 및 방사선 유도 활성산소 기반 손상의 보호 효과 43

그림 4.16. 철-세리아 나노 정제의 위장관 내 작용 메커니즘 및 화학적 구조 44

그림 4.17. MnFe₂O₄ 나노입자가 박힌 다공성 실리카 나노입자의 광역학 요법 치료 향상 효과 및 MRI T2 조영제로서의 기능 45

그림 4.18. 세리아 나노입자의 촉매 활성 조절 및 체내 활성산소와의 반응 45

그림 4.19. 삼성 종합기술원에서 보고한 고효율 친환경 적색 양자점 발광소자 46

그림 4.20. UNIST-DGIST-IBS 나노입자연구단 공동연구진이 보고한 양자점 초고해상도 패터닝 기술 47

그림 4.21. IBS 나노입자연구단-UNIST-DGIST 공동연구진이 개발한 신축성 양자점 복합소재 및 소자 48

그림 4.22. 연간 이산화탄소 배출량(1950~2023) 49

그림 4.23. 연간 대기오염가스 배출량(2016~2022) 49

그림 4.24. FeP 촉매 합성 개요 및 전자현미경 이미지 53

그림 4.25. 금속-퍼옥소 사이클을 통한 OER 메커니즘 54

그림 4.26. RuAl 촉매의 산성 OER 성능 그래프 54

그림 4.27. 원자 규모 도핑을 통한 CSO 합성 개요 및 CoTa 촉매의 장기 안정성 그래프 55

그림 4.28. 머신러닝을 통한 페로브스카이트 촉매 모델링 모식도 56

그림 4.29. Mn, Co, Fe 스피넬 구조의 다중 금속 산화물 합성 개요 및 ORR 반응 메커니즘 모식도 57

그림 4.30. 폴리도파민 코팅을 통한 상간 FePt 나노입자 합성 개요 57

그림 4.31. PtCo 나노입자 합성 개요와 투과 현미경 이미지 및 연료전지 성능 그래프 58

그림 4.32. Co₁-NG(O) 촉매 합성 개요 및 계산 화학적 2전자 ORR 성능 예측 결과 59

그림 4.33. CoPc-CNT(O) 합성 개요와 계산화학 및 장기 안정성 성능과 에너지 분석 결과 그래프 60

그림 4.34. 단원자 금이 도핑된 팔라듐 나노입자 합성 개요 61

그림 4.35. 불균일 광촉매 반응의 작동 원리 62

그림 4.36. 구리 단원자/이산화티타늄 촉매의 특성과 광촉매 수소 발생 반응 성능 65

그림 4.37. 광화학적 산소 결함 조절을 통한 원자 분산 촉매의 합성과 폐플라스틱 광개질 반응 성능 67

그림 5.1. 기초과학연구원 나노입자연구단의 연구 분야 71

그림 6.1. 2000-2022 연도별 나노과학 출판 논문 수 79

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