나노기술의 특징 장단점 및 사례 분석

소개글

나노기술의 특징 장단점 및 사례 분석에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 나노기술이란?

2. 나노산업의 중요성

3. 나노기술의 특성
1) 과학기술적 측면
2) 산업적 측면

4. 나노기술의 영향
1) 경제적 영향
2) 환경·보건 영향(EHS)
3) 윤리적·법적·사회적 영향(ELSI)

5. 나노기술의 장단점
1) 나노기술의 장점
2) 나노기술의 단점

6. 나노기술의 적용 사례
1) 나노바이오 화장품 사례
2) 3D 프린터에서 활용 사례
3) 바이오/의료 기술과의 융합 사례
4) 나노 섬유 기술의 사례
5) 나노 편광 필름의 사례

참고자료

본문내용

폭라만산란(SERS) 기술이 나노기술의 발전으로 안정적인 나노입자의 대량생산이 가능해짐으로써 현실화되고 있다. 특히 소화기 내시경과 결합한 융합 의료기로서 기존의 영상만으로 발견이 불가능한 초기 암의 발견이나 기존의 백색광을 이용하여 관찰하기 힘든 장내 다양한 질병에 의하여 조직이 헐은 부위의 분자수준의 진단에 획기적인 발전의 가능성이 있다. 비단 SERS 기술 뿐 아니라 나노입자 기반의 형광 이미징 기술을 비롯한 암 조직을 찾아가서 약물을 투여하는 약물전달 기술 등에 나노입자의 활용이 가시화되고 있다.
4) 나노 섬유 기술의 사례
나노섬유 사업화의 핵심 이슈로는 균일 양산화와 응용 분야의 발굴이 있다. 기존 부직포와의 경쟁력을 고려할 때 분당 20m 이상의 생산성을 가져야 한다. 생산성 향상과 용매 회수 및 처리 기술 등을 포함한 대형 장치의 개발과 정밀 양산화를 위한 기술 개발이 절실하게 요구되고 있다.
미국에서는 도날드슨 사가 고기능 에어 필터의 개발에 전기 방사 방법을 이용하고 있으며, 전차 등의 군수로부터 민수로 이관되고 있고, 대형 트럭 엔진용 공기 필터 등으로 응용을 확대하고 있다. 이 외에 미국에서는 듀폰 사, 이스핀 사, 나노스태틱스 사 등이 대형 장치를 보유하고 사업화를 위한 연구 개발을 추진하고 있다. 듀폰 사는 한국의 나노테크닉스 사를 인수하여 일렉트로 블로 운법으로 나노섬유를 양산하는 기술을 보유하고 있다.
유럽에서도 대형 장치의 개발과 양산, 사업화를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 체코의 엘마르코 사는 2004년부터 리베레츠 공대와 공동으로 노즐 형태가 아닌 실린더 방식을 채택하여 나노섬유의 사업화를 추진화고 있다. 실린더 방식은 노즐을 사용하지 않기 때문에 유지 보수가 용이하며, 대형화에 유리하다. 이 방식은 실린더를 직렬로 배치함으로써 생산성 향상이 가능하며, 장치의 안전성에 대해서는 EU의 안전기준(CE standards)에 부합하고 있다.
나노섬유의 양산과 관련해서는 섬유의 집속 방향에 따라 상향식과 하향식, 노즐의 유무에 따라 구분할 수 있다. 여기에 생산성과 균일화를 목적으로 다양한 방법이 연구되고 있으며, 기존 섬유의 제조 방식인 융융 방사나 용액 방사와 같이 장비의 표준화가 이루어지기 곤란한 다양한 변수가 존재한다. 따라서 어느 형태의 방사 방법이 양산 및 사업화에 적합하다고 판단하기는 곤란하며 각 업체의 노하우와 역량, 응용 제품 선점에 나노섬유 사업화의 성공이 달려있다고 할 수 있다(송용설·김찬, 2013).
일본의 경우도 일본 바이린, 히로세 제지 및 군제, 테이진, 도레이 등 전통 섬유 제조 회사들이 꾸준히 나노섬유의 양산화 및 사업화를 위한 연구를 진행하고 있다. 특히, 2012년 및 2013년 일본 동경에서 개최된 Nano Tech 2012 및 2013 전시업체 중 나노섬유 관련업체로는 일본의 군제, 히로세 제지, 테이진 등에서 직물과 나노섬유를 융합한 제품, 2차전지용 분리막, 유무기 혼성제품, 생체적합성 고분자를 이용한 미용 및 메디컬 제품 등을 전시하였다.
5) 나노 편광 필름의 사례
반사방지 필름은 OLED 및 플렉서블 디스플레이의 개발로 그 중요성이 더욱 부각되고 있다. 기존의 선 편광 필름의 경우 연신된 polyvinyl alcohol(PVA) 필름에 요오드(I2)를 흡착시켜 제작되며, 원 편광 필름의 경우 선 편광 필름과 quarter-wave film의 조합으로 제작된다(곽민기·윤범진, 2013). 연신 공정을 견딜 만한 PVA 필름의 최소 두께가 수십 ㎛ 이상이며, 요오드 흡착 시 광 흡수에 기인한 편광 손실이 크다. 하지만, 기존의 편광 필름 제조 방법으로는 앞으로의 시장 요구에 대응하기 힘들다. 차세대 디스플레이에 대응되는 편광 필름 제조를 위해서는 나노미터 두께의 박막화 및 저가 제조 공정기술, 그리고 플렉서블 디스플레이에서의 편광 성능 구현이라는 조건을 만족하여야 한다.
최근 ‘coatable polarizer’이라 불리는 나노 편광 필름이 개발되고 있다. 나노 편광 필름은 크게 chromonic liquid crystal(LC)을 이용한 선 편광 필름과 콜레스테릭(cholesteric) LC를 이용한 원 편광 필름으로 나눌 수 있다.
Chromonic LC의 경우 chromonic 분자간의 파이-파이 상호작용(interaction)을 통해 컬럼 상을 형성하고, 분자의 긴 축 방향으로는 빛을 흡수, 컬럼 상의 긴 축 방향으로는 빛을 통과시켜 선형 편광을 만든다. 콜레스테릭 상은 일정한 피치를 갖는 나선형의 상으로써, 상을 이루는 메조젠의 피치 및 방향과 일치하는 원 편광만을 통과시키고 나머지 빛은 반사시키는 특성을 갖는다. 원편광된 빛은 필요에 따라 선 편광으로의 변환도 가능하다. 이와 같은 나노 편광 필름은 흡수 손실이 없거나 매우 적으므로 기존 편광판에 비해 2배 이상의 편광 효율을 얻을 수 있다.
참고자료
곽민기윤범진, 디스플레이와 나노기술, 나노융합2020사업단, 2013.
교육과학기술부, 나노융합산업 발전전략, 2009.
국가과학기술위원회, 제2기 나노기술종합발전계획, 2005.
김준현, 시스템다이내믹스를 활용한 신기술의 기술영향평가, 한양대학교 대학원 논문, 2015.
김태송, 기술융합의 중심 마이크로/나노기술, 미래창조과학부, 나노기술 산업동향 보고서, 2016.
나노기술연구협의회, 나노기술 우리의 성장동력, 2006.
문명운, 3D 프린팅용 소재, 나노융합2020사업단, 2015.
소재선, 나노물질위험에 따른 사전배려원칙의 적용에 관한 소고, 토지공법연구 제56집, 한국토지공법학회, 2012.
송용설김찬, 나노섬유기술, 나노융합2020사업단, 2013.
윤진선, 나노특허동향 제13호, 국가나노기술정책센터, 2014.
이정건.김용호, 나노바이오 화장품, 과학기술정보통신부, 나노기술산업 동향보고서, 2017.
정은미, 나노융합기술의 산업화 촉진전략, 산업연구원, 2012.
최슬비, 나노메디신이 초래한 질병관의 변화와 생명윤리 쟁점에 대한 고찰, 이화여자대학교 대학원 논문, 2011.
한국산업기술평가관리원, KEITPD ISSUEREPORT, 2016.

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