01 칩 및 나노 기술 기반의 차세대 환경...

저탄소 녹색성장 박람회 2012 우수환경기술이전설명회

기술 목록

칩 및 나노 기술 기반의 차세대 환경 센서 01

분류 제목 등록 및 출원번호

분석기기개발 다 매질에서 측정 가능한 광학계를 이용한 표면 플라즈몬공명 장치 등록 10-0820235

중금속검출센서 표면 플라즈몬 공명 장치를 이용한 수은 이온 검출용 DNA 기반 바이오센서 등록 10-1015434

중금속검출센서 표면 플라즈몬 공명 장치를 이용한 중금속 이온 검출용 금속 단백질 기반 바이오센서

10-2010-0127531

중금속검출센서 단일 금 나노입자를 이용한 중금속 이온의 고감도 검출 센서 등록 10-1117236

중금속검출센서 중심-위성 나노구조체의 플라즈몬 공명을 이용한 고감도 중금속 검출 센서 및 검출 방법

10-2010-0127531

유기물검출센서 표면 플라즈몬 공명 장치를 이용한 폴리클로리네이티드바이페닐 검출용 칩 등록 10-0729668

기술 요약

중금속 이온 검출용 금속 단백질 기반 바이오센서

기술 개요

본 기술을 이용하면 기존의 환경유해물질 분석방법보다 고감도의 검출이 가능하며, 복잡한 분석방법이

필요한 특정 유해물질에 대해서도 비교적 간단한 기기를 통해 쉽게 높은 선택성을 가지고 검출이 가능함

- 매질의 종류에 따라 기계적 조작 과정이 불필요하여 분석 효율이 크게 개선된 분석기술개발

- 칩과 단일 나노입자를 이용하여 고감도의 중금속 검출이 가능

- 특정 난분해성 유기물에 대해 선택도가 높은 표면 플라즈몬 공명 분석용 칩 개발

기술 특징

Prototype 센서를 위한 분석기기개발

- 다 매질에서 측정 가능한 광학계를 이용한 표면 플라즈몬 공명 장치 개발

중금속 검출용 센서

- DNA/단백질 기반의 표면 플라즈몬 공명 분석용 칩 개발

- 단일 나노입자를 이용한 중금속 이온의 고감도 검출 및 민감도 향상을 위한 특정 나노구조체 제작

난분해성 유기물 검출용 센서

- 특정 난분해성 유기물에 대해 선택도가 높은 물질로 개질된 금 박막 칩 개발

중금속 이온 검출용 DNA 기반 바이오센서

단일 나노입자를 이용한 중금속 이온의 고감도 검출 방법

Prototype sensor를 위한 분석기기개발


기술 개요

본 발명은 금속 양이온에 대해 선택적으로 결합하는 작용기 및 BODIPY

(Borondipyrromethene Difluoride)계 발광단을 포함하는 발광 수용체 화합물이 실리카 나노 지지체 표면에 결합하여 제조된 것을 특징으로 하는 흡착제 및 이를 이용한 광학센서에 관한 것이다.

본 발명에 따른 광학 센서는 금속이온 특히 Pb2+의 결합에 따른 형광 특성의 변화가 뚜렷하고 산과 염기에 의한 회수가 용이하여, 의약 분야 및 환경 분야에서 금속이온 특히 Pb2+

을 검출하기 위한 형광측정기(fluorimetric kit)로의 응용성이 높을 것으로 기대된다. 또한

자성을 갖는 실리카 나노 지지체를 사용하는 경우 물이나 혈액 내의 중금속 등을 특별한

여과 과정을 거치지 않고 자기적 성질을 이용하여 쉽게 분리할 수 있는 장점이 있다.

수은 및 유기수은으로부터 오염된 음용수로부터 수은 및 유기수은을 고감도로 검출할 수

있으며, 화학적, 물리적 흡착을 통하여 오염된 음용수로부터 수은 및 유기수은을 분리 및

제거할 수 있는 아미노나프탈이미드기가 쉘 표면에 치환된 Fe3O4/SiO2 코어/쉘 자성체

나노입자, 이의 제조방법에 관한 것이고, 상기 자성체 나노입자를 이용하여 광학센서, 정수장치에 응용할 수 있는 기술에 관한 것이다.

기술 특징

자성을 갖는 나노입자에 유기 리간드의 도입

- 분산을 시킨 후 자석을 이용하여 제거 가능

- 혈액중에서 납이온을 검출 후 자석을 이용하여 제거 가능

- 수은 및 유기 수은을 선택적을 검출 가능

기술 요약

기술보유 기관 경상대학교 등록번호 10-0959822(2010.05.18) 10-1068500(2011.09.22)

기술 완성단계 실용화 단계

응용분야 특정 중금속의 검출 및 제거 기술

유해물질 제거용 발색·발광 다공성 나노소재 개발 02


0 20 40 60 80 100220

240

260

280

300

320

340

3000

5000

2000

1000

EM

F(m

V)

Time(min)

500ppm

기술 개요

Electrochemical CO2 Sensor by Planar Technology

• 고가의 NDIR(Non-Dispersive Infrared Reaction) CO2 센서를 대체할 수 있는

전기화학식 CO2 센서

• 전기화학식 CO2 센서 제조 공정을 기존의 Stack-type 대신 반도체 공정의

Plana Technology를 사용해서 제조하여 양산성과 제품 신뢰성 극대화

• Reference로 Solid 물질(Li2TiO3)을 사용하여

기존 stack-type의 Air-pocket의 sealing 파손에 따른 불량 원천 해결

특징

▣ Compact size of sensor and module

▣ Long life time over 3 years ▣ Fast response and recovery

▣ High Sensitivity & Selectivity ▣ Economic Price

기술 요약

기술보유 기관 가우스텍㈜ 출원번호 10-0780924 (2007.11.23)


응용분야 아파트/사무실의 실내 공기질 관리를 위한 환기장치, 농업용 CO2 제어 장치, 산업 안전용 CO2 측정장치, CO2 포집 장치의 CO2 농도 측정장치.

보급형 CO2 센서-모듈을 이용한 실내공기 측정 제어 장치 03

Air(Ref.)

Sensing Electrode(Cathod)

Solid Electrolyte

Al2O3 Sub

Pt

Counter Electrode(Anode)

Sealing Glass

Solid Electrolyte

Reference

electrode

Sensing electrode

Au electrode

Substrate

< Planar Type CO2 센서(가우스텍) > < Stack-type CO2 센서(일본 F사) >

< response and recovery > < CO2 모듈의 HomeNetwork 연동 설치도 >

5 cm

4 cm


기술 개요

막투과성 미생물을 이용한 생물전기화학적 질소 제거방법

- 유기용매 처리에 의해 막투과성을 지니도록 퍼미어빌라이제이션

- 외부에서 전기에너지를 공급하여 막투과성 미생물 내의 효소를 활성화

- 외부 탄소원의 공급없이 생물전기화학적으로 질소제거

기술 특징

경제적이며 2차오염의 우려없이 탈질 과정에서 일차적으로 환원되는 질산성 질소의

전부를 최종적으로 질소 가스로까지 완전하게 전환되도록 함

하수나 폐수에 포함된 오염원인 질산성 질소를 고효율로 제거가능

소요부지 및 장치 소형화

미생물의 세포벽을 반투막화 시킴으로써 효소만을 이용함

미생물은 죽어있는 상태이므로 탄소원 공급이 필요없음

전극에 3차원 방식으로 생촉매를 고정화시킴으로써 기존방식에 비해 효율적으로 질

산성 질소 제거

기술 요약

기술보유 기관 서울대학교 출원번호

KR20050023168A KR20060000787A KR20080015587A


응용분야 질산성 질소제거, 하수 암모니아 제거

생촉매전극 이용 질산성 질소제거 기술

기존 기술 본 기술 NO₃ NO₃ 소형화된 장치

암모니아 함유 하수 처리에도 적용 가능함 NH₄ NO₂ N₂ 공기 고정화 AOB 미생물조 생촉매전극조

04


기술 개요

본 기술을 이용하면 기존의 토양 세척 공정으로 토양 세척이 불가능한 다량의 유류

로 오염된 점토질 토양을 효과적으로 세척이 가능함. 또한 물 속에 존재하는 미량의

소수성 오염물질 및 중금속 물질들을 한외 여과공정으로 분리 제거가 가능함.

- 투과도가 매우 낮은 점토질 토양이 다량의 유류 성분이나 중금속으로 오염된 경우

에는 기존의 계면활성제나 추출제를 사용하여서 제거가 불가능하지만, 양친성 가

교 고분자 나노 입자는 점토질 토양에 존재하는 다량의 유류 성분 및 중금속을 효

과적으로 흡수 분리할 수 있으며 세척시 발생하는 오염수 발생을 최소화 할 수 있

음.

- 역삼투 공정으로 제거가 가능한 소수성 오염물질 및 중금속 오염물질들을 한외여

과 공정으로 제거가 가능하게 함.

기술 특징

점토질 오염 토양의 효과적인 제거 공정

- 투과도가 매우 낮은 토양의 효과적인 세척이 가능함.

- 유류 성분 및 중금속 오염 물질을 2차적인 오염 발생이 없이 제거 가능

한외 여과 공정의 분리 효율의 극대화

- 양친성 가교 고분자 나노 입자 첨가를 통해서 기존의 한외 여과 공정의 오염 물질

제거 효율을 역삼투 공정 수준으로 극대화 시킴.

대부분의 기존 수처리, 토양 세척 공정에 적용이 가능

대량 생산이 용이하고 Tuning이 손쉬운 고분자 나노 입자.

기술 요약

기술보유 기관 강원대학교 출원번호 10-2007-003718 10-2007-0138193


응용분야 토양 세척공정, 소수성 오염 물질 제거 공정, 중금속 물질 제거 공정

양친성 가교 고분자 나노 입자를 이용한 토양 세척 및 수처리 공정 05

양친성 가교 고분자 나노 입자 제조 장치

다량의 유류로 오영된 점토질 토양 및 토양 세척 장치

동일 조건 토양 세척 후 오염수 상태 비교


기술 개요

본 기술은 유역별 하수도 통합관리 시 방류수계의 안정성 확보 및 경제적 운영을 위

한 지능형 의사결정지원시스템의 표준안을 제공함. 따라서, 유역별 하수처리시설 통

합관리에 대한 지자체 및 관련 민간기업 운영자들의 인식 전환 및 통합관리 확대 적

용을 위한 자료로써 활용이 가능함.

- 하수도 관리의 객관적 운영 방안 제시

- IT 기술을 통한 웹 기반 시스템과의 통합으로 유역별 통합하수처리시설 운영의 유

비쿼터스화 기여

- 환경관리공단에서 개발될 하수처리시설 통합관리시스템에 본 지능형 의사결정지

원시스템의 결합 가능

- 고급 기술의 집대성을 통한 국내 하수도 관리의 첨단화

기술 특징

유입유량 배분의 의사결정지원 기능

- 권역 내 하수처리장간의 하수를 적정분배하기 위한 의사결정지원 사항 도출

- 하수분배비의 분배안에 대한 예측모듈을 활용한 효과 도출 후 최종의사결정 수행

하수처리 권역 내 에너지 소비 최적화를 위한 운영개선방안 도출

- 하수처리시설 및 슬러지처리시설의 통합운영을 통한 에너지 소비 최적화 효과

- 통합운영에 필요한 의사결정지원 사항별 에너지 소비량 진단 및 개선방안 도출

방류수계의 수질을 보장하기 위한 처리시설의 운영개선방안 도출 기능

- 방류수계 수질 모뎅링 및 처리시설 진단 결과를 활용한 운영개선방안 도출 및 제안

기술 요약

기술보유 기관 부산대학교 산학협력단 출원번호

- PCT/KR2011/004686 - PCT/KR2011/004728 - PCT/KR2011/004734 - PCT/KR2012/001271

기술 완성단계 개발단계

응용분야 하수처리시설 운전관리, 하수관리 정책 지원, 효율적인 업무 할당

하수도 통합관리를 위한 지능형 의사결정지원 기술 06

지능형 의사결정지원시스템 알고리즘 통합 하수도 관리 범위


기술 개요

디젤유 bioremediation에 기능성 미생물커뮤니티(FMC)가 필요한 이유

-자연 환경 내에서 미생물들은 단독으로 존재하는 미생물보다 대부분 다른미생물, 생물, 또

는 주변 환경과 상호관계를 이루는 미생물 커뮤니티를 형성

-미생물 군집을 이룰 때의 발현적 특성은 개별적으로 존재하는 경우와 상이하여 미생물 커

뮤니티를 하나의 기능발현 단위로 생각하고 자원을 확보하여 분석 연구가 필요함.

미생물커뮤니티 자체를 확보하여, 미생물 세포들 간의 상호관계 연구를 위해 유지기술, 분

석기술, 정보화기술 등의 응용연구가 필요함.

오염된 지역 내 토착 미생물 커뮤니티의 확보 및 다양성/기능 분석을 통해 database화 하여

공공의 유용한 형태의 기능성 미생물커뮤니티와 유전자 및 이들의 정보를 제공할 수 있는 미

생물 커뮤니티 bank를 구축하여 오염지역 bioremediation에 빠르게 적용하는 시스템 확립

구축된 미생물커뮤니티 라이브러리를 이용한 오염토양 및 오염형태에 적합한 기능성 미생물

커뮤니티의 신속한 적용을 통한 오염 토양의 bioremediation 활용

기술 특징

FMC의 확보 및 정보화

- 오염환경으로부터 FMC 확보 및 다양성 분석

- FMC의 기능(분해활성) 분석

- 토착 미생물 분리 및 동정

- FMC로부터 community genomic library 제작

- Catabolic gene hybridization을 이용한 기능유전자 탐색

- 발현분석기술을 이용한 유용 유전자 탐색

FMC의 bioremediation 적용

- 오염 토양의 생지구화학적 특성 조사

- 조사된 특성에 적합한 미생물커뮤니티의 탐색

- 선전된 미생물커뮤니티의 대량 증폭기술

- Bioremediation 적용 기술 확립

- 분자유전학적 기법을 이용한 복원과정 모니터링

기술 요약

기술보유 기관 한국생명공학연구원 특허등록번호 10-0837876-0000 (2008-06-05)


응용분야 Bioremediation, Biomonitoring, 유용미생물/유용유전자 확보 및 관리

디젤유 분해 활성을 갖는 기능성 미생물커뮤니티 (FMC) 07

Enrichment기술을 이용한 FMC확보 및 다양성 분석

확보된 FMC의 기능분석 FMC library의 현장 적용


기술 개요

산소에 의한 가연분의 합성가스화 및 특수 도가니를 적용하는 회분의 용융으로, 폐

기물 전량을 자원화, 전량 활용토록 하는 처리기술

2002년부터 환경부 지원하에, 2년간의 Pilot 공장 운영, 3년간의 실증공장 운영을

거처, 성공판정과 신기술 지정, 특허 취득

기술 특징

산화제로 공기가 아닌 산소를 사용하여 대량의 질소 유입이 없기 때문에 처리 대상

기체량의 격감으로 건설비와 설치면적을 대폭 절감시키고 처리성능(열효율, 제거율

등) 향상

처리공정에서는 수소가스가 풍부하여 환원경향이 최종방출되는 유해물을 무시할 수

있을 정도로 극소화함

현대 화학공업의 핵심원료인 합성가스로 자원화

전력을 생산하는 경우 종래 소각공정 대비 전력생산량이 2~3배로 증가

폐자원처리시 발생하는 비가연성 회분을 자체 개발한 특수 용융로로 전량 용융-수

쇄하여 골재로 자원화

모든 저고질 폐자원을 전량 유용 자원으로 재생시켜 전량 활용할 수 있게 함

기술 요약

기술보유 기관 ㈜온이엔지 광록기술연구원 특허등록번호 10-0466408(KR), 10-0515917(KR) 10-0606395(KR), 10-081757(KR)

3921198(JP)


응용분야 폐기물 처리, 폐기물 자원화

폐자원 전량 자원화 기술 08


기술 개요

난분해성 완충소재인 발포 스티로폼을 대체할 수 있는 친환경적인 완충소재 개발

폐지를 해리한 후 적정 팽연보조제를 첨가하여 압출 팽연시켜 실린더형 완충소재를

제조하는 기술개발

폐지현탁액을 사각 성형상자에 넣어 감압탈수시킨 후 밀도가 낮은 평판형 완충소재

(plate-like shock-absorbing materials)를 제조하는 기술개발

기술 특징

단순제조비용 측면에서는 스티로폼보다 많은 비용이 소요되지만, 완충소재의 사용

후 처리 부분과 사회적 비용을 고려하면 폐지 완충소재가 스티로폼에 비하여 더 경

제적임

일부 소형 물품의 포장에만 사용된던 펄프 몰드를 대신하여 포장 물품의 크기에 관

계 없이 폐지 완충소재 이용가능

제품 수출에도 환경친화적 폐지 완충재를 사용할 수 있게 됨으로써 환경 규제로부

터 자유로워 지게됨

기술 요약

기술보유 기관 경상대학교 특허등록번호 KR710876, US7591927


응용분야 제품 포장용 완충재

폐지를 재활용한 스티로폼 대체용 완충소재 09

완충소재의 단면비교

펄프몰드 (밀도가 높음) 본발명 적용 성형제품 발포 스티로폼 (밀도가 낮음)

01 칩 및 나노 기술 기반의 차세대 환경...

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