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개발동향

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개발동향 상세정보 게시판
분류 [측정분석장비] 고정밀센서기술
과제명 유해물질 제거를 위한 광자기 나노입자 촉매 개발 및 표면증강라만 분광법을 이용한 빠른 분석
연구기관 강릉원주대학교
연구기간 2014.11.01.~2017.04.30.
연구비 123,825 천원
핵심키워드 자성물질, 박테리아, 나노입자, 환경정화
요약

연구목적 및 필요성

 O 자성물질은 금속(Fe,Co,Ni),합금(CoPt, FePt) 혹은 페라이트등과 같은 산화물질중 근자에 바이오응용 나노자 성페라이트 물질에 대한 연구가 많이 이루어지고 있음

 O 본 연구의 최종 목표는 박테리아, 바이러스, 독성 유기화합물류와 같은 유독성 수질오염물질의 제거가 가능한 자기적-광학적 복합기능성 나노결정 개발(자기적-광학적 복합기능성을 갖는 나노결정 제조, 귀금속 입자 도입을 통한 플라즈몬 기능성 도입, 생물학적 기능성 도입을 통한 유독성 생체분자(박테리아, 바이러스,암세포등)의 제거 기술확립)과 표면증강라만산란 (SERS: Surface Enhanced Raman Spectroscopy) 분석법을 이용하여 오염물질의 산화 분해 과정에서 생성되는 극미량의 분해과정 분자들을 분석함으로써 신속하고 정확하게 광촉매 반응을 분석하는 것임

 

연구 내용 및 범위

 O 복합기능성 나노 입자의 합성 및 특성 분석 연구

 O 자기적 특성 분석 및 제어를 통한 복합기능성 나노 입자의 최적화 연구

 O 유무기 복합기능성 나노 입자의 광촉매 재활용 및 광물리적 특성 연구

 O 복합기능성 자성 나노 입자를 이용한 광동력학적 치료 연구

 O 복합기능성 나노입자의 표면증강라만분광법 촉매활성 분석 및 흡수분광법과의 비교실험

연구성과

연구결과

 O 복합기능성 나노 입자의 합성 및 특성 분석 연구

  - 광촉매의 효율을 최대화하기 위해 다양한 유기/무기 광촉매를 자성 나노 입자에 도입하여 회수 및 최적화된 광촉매로서의 복합기능성 나노 입자를 수열합성법과 졸-겔 법을 사용하여 합성하였으며 광동력학 암세포 치료를 위한 표적 지향적 복합기능성 나노 입자를 합성하고 특성 분석을 수행함

 O 자기적 특성 분석 및 제어를 통한 복합기능성 나노 입자의 최적화 연구

  - Fe3O4CoFe2O4자성 페라이트 나노 클러스터 입자는 그레인 크기에 따라 초상자성에서 준강자성 특성을 가지므로 포화 자화 값 크기에 따른 자성 페라이트의 클러스터 크기(20-500nm) 및 그레인 크기(10-30nm) 제어 합성과 자기적 특성 관계 연구를 수행함

 O 유무기 복합기능성 나노 입자의 광촉매 재활용 및 광물리적 특성 연구

  - TiO2/ZnO와 같은 무기 반도체나 HP같은 유기 광감응제를 사용하여 광촉매 효율 및 광물리적 특성을규명하였으며 광촉매 활성 데이터를 속도 상수 식으로 계산하여 광촉매 효율을 정량적으로 분석

 O 복합기능성 자성 나노 입자를 이용한 광동력학적 치료 연구

  - 광동력학적 치료 목적으로 자성 나노 페라이트 입자에 광감응제와 표적 지향 분자를 붙인 복합기능성 나노 입자를 제조하고(Fe3O4-HP-FA/CoFe2O4-HP-FA) MRI 측정 및 전립선암/유방암 등의 항암치료 실험을 수행함

 O 복합기능성 나노입자의 표면증강라만분광법 촉매활성 분석 및 흡수분광법과의 비교실험

  - 제조된 복합기능성 나노입자를 이용하여 낮은 농도에서 분석이 불가능한 유기 오염물질의 촉매활성 및 정량 분석의 가능성 확인. 광촉매와 정량분석이 동시에 가능함 확인

 

활용계획

 O 복합기능성 광촉매 나노입자는 자기적 기능성을 보유하고 있어 물리적으로 취급과 회수가 용이할 뿐만 아니라 넓은 비표면적에 따른 촉매 활성의 증대를 통해 유해성 환경오염물질 제거분야에서 광촉매의 취급과 회수 및 효율성 등의 문제점을 해결

 O 환경정화분야 뿐만 아니라 자성과 광촉매 특성을 이용하여 광동역학치료(photodynamic therapy)같은 바이오 산업분야에서 검지(조형제) 및 치료제(단일항 산소)로서 활용 되어 질 수 있으며 또한 나노 페라이트 자성물질과 전도성폴리머와의 복합물질은 전자차폐에 뛰어난 성능을 가지므로 이러한 분야 연구는 후속적으로 진행 될 필요가 있음

 

주요성과

 O 보고서 1

 O 논문 SCI 2

 O 논문 비SCI 1

 O 국내학술대회 5

 O 국제학술대회 11

첨부파일 ndslOrgDocDown(238).pdf
출처 국가과학기술정보센터
등록일 2020-02-14

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