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기술번호
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KST2014065763
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자료제공기관
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미래기술마당
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기술공급기관
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한국기계연구원
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기술명
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나노급 유체소자 여과용 필터 및 그 제조방법
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기술개요
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본 발명은 목적은 마이크로 채널 내부에 복수 개의 나노급 구체를 함유한 용액을 공급하여 용액이 증발할 때 발생된 표면장력에 의해 구체들이 자기정렬방식으로 응집되도록 하여 각 구체들 사이에 복수 개의 나노포어를 형성시켜 필터의 제조공정을 단순화하고 에칭에 필요한 고가의 마스크를 사용하지 않아도 되므로 제조비용을 줄일 수 있는 나노급 유체소자 여과용 필터 및 그 제조방법에 관한 것으로,이러한 나노급 유체소자 여과용 필터는, 유체가 통과할 수 있도록 터널형 채널이 형성된 마이크로 기판; 및 복수 개의 나노급 구체가 상기 채널 내부에 서로 밀접하게 접촉된 상태로 수납되어 각 구체들 사이에 나노급 포어를 형성하는 구체 어셈블리;를 포함하고, 본 발명의 나노급 유체소자 여과용 필터의 제조방법은, 나노급 크기를 갖는 복수 개의 구체를 용액에 혼합시키고 이들을 마이크로 기판에 형성된 채널 내부에 위치시키는 단계; 상기 마이크로 채널에 위치된 용액을 증발시켜 이 용액에 혼합된 각 구체들이 용액의 표면장력에 의해 서로 응집되어 스스로 조립되게 하고, 상기 스스로 조립된 각 구체들 사이에 복수 개의 포어를 형성시키는 단계;를 포함한다.나노유체필터, 스스로 조립, 나노구체, 표면장력
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개발상태
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상용모델 개발
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기술의 우수성
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1) 본 기술은 증착 중 종래 나노급 유체소자 여과용 필터 및 그 제조방법의 제반 문제점을 해결할 수 있도록 하는 것으로, 그 목적은 마이크로 채널 내부에 복수 개의 나노급 구체를 함유한 용액을 공급하여 건조시킬 때 용액의 표면장력에 의해 구체들이 자기정렬방식으로 최대한 밀접하게 응집되어 각 구체들 사이에 복수 개의 규칙적인 나노포어를 형성시켜 필터의 제조공정을 단순화하고 에칭에 필요한 고가의 마스크를 사용하지 않아도 되므로 제조비용을 줄일 수 있는 나노급 유체소자 여과용 필터 및 그 제조방법을 제공하고 있음
2) 또한, 종래의 나노급 필터를 제작하는 공정에서 요구되는 고가의 나노급 노광공정용 마스크 없이 구체의 스스로 조립을 이용하여 마이크로채널의 국부영역에 나노급 포어를 가진 구체 어셈블리를 만들 수 있어 제조비용이 현저히 절감되는 장점이 있고, 특히 용액의 표면장력을 이용하여 마이크로 채널 내부에 나노포어 어레이가 형성되는 위치를 제어 가능토록 하여 필터의 제조를 간편하게 하는 장점이 있으며, 스스로 조립되는 나노급 구체의 크기를 편의에 따라 선택적으로 조절하여 나노급 포어의 크기를 제어할 수 있는 효과가 있음
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응용분야
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1. 나노급 유체소자 여과용 필터는 기존의 필터 산업에 다양한 용도로 적용이 가능한 제품으로, 반도체 제조설비용 마이크로 필터, 자동차용 에어필터, 액체 여과용 필터, 원자력용 여과 필터, 원유 정제용 여과 필터 등 다양한 분야에 적용이 가능하여 그 활용가치가 매우 높음
1) 자동차용 에어필터 : 국내 완성차업체들은 '에어필터'를 포함한 대부분의 자동차 부품 A/S시장까지도 지배적 위치에 있으며, '자동차용 에어필터'는 공조기모듈을 생산하는 1차 벤더기업에 에어필터를 납품하는 2차벤더의 위치에 있으며, 대체적으로 생산규모가 작은 중소기업들 간의 경쟁체제를 보이고 있음
2) '자동차용 에어필터' 시장은 OEM 보다는 애프터마켓(A/S) 시장에서 그 수요가 훨씬 크며, 세계 자동차 등록대수의 꾸준한 증가, 환경문제 등에 대한 관심이 증대되면서 그 소비는 꾸준히 증가하고 있는 경향을 보이고 있음
3) 원자력용 여과필터 : 한전원자력원료는 기존에 원자력 원료 생산과정에서 발생되는 폐수를 한꺼번에 모아 응집(凝集)과 침전(沈澱)의 과정을 거친 후 상부의 물은 방류하고 바닥에 침전된 찌꺼기는 방사능 폐기물로 처리했으나, 원자력 원료 생산과정에서 발생되는 원자력 폐수의 처리가 응집제 방식에서 UF 필터(Ultra Filteration Filter) 방식으로 대체될 전망임
4) UF필터를 적용한 시스템은 별도의 과정 없이 필터로 여과해 방류함으로써 인력·시간·공간의 효율성 확보뿐만 아니라 30% 이상의 비용 절감 효과도 얻을 수 있으며, 우라늄 농도가 20ppm인 폐수를 방류 허용 기준치인 8ppm 보다 3.3ppm이나 낮은 4.7ppm으로 여과해 폐수처리의 안정성을 확보함
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시장규모 및 동향
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1) 대표적인 필터산업의 시장분야는 수처리, 대기처리, 산업필터 분야로 나눠질 수 있으며 이 중 수처리용 필터 시장은 최근 물의 중요성이 널리 인식되면서 관련 물산업이 새로운 성장 동력으로 부각되고 있어 필터 시장의 견인차 역할을 하고 있어 이에 대한 국내ㆍ외 현황에 대해 알아보기로 함
2) 수처리 분야인 물산업은 크게 물공급과 관련된 관망/운영, 정수, 하폐수 등의 수처리, 수처리용 케미칼 및 관련 서비스를 공급하는 민간서비스, 그리고 생수/식량 등 크게 네 가지로 구분할 수 있으며, 이를 망라한 물산업 세계규모는 2007년 기준 연간 500조원 규모로 파악되고 있고 이 중 대부분이 음용수 공급과 폐수처리와 관련되어 있으며 생수시장도 2007년 90조원 규모로 지속적으로 성장하고 있는 추세임
3) 이와 같은 물산업 발달은 수처리 기술개발과 함께 동반성장하고 있는 것이며, 이를 통해 형성된 하수처리 분야가 약 130조원 규모로 가장 큰 시장을 형성하고 있으며 2016년 약 240조원 규모로 확대될 것으로 예상되며, 이중 분리막을 이용한 하폐수처리 시스템은 시장규모면에서 약 4조원 규모이나 성장률면에서 약 20%로 가장 높은 것으로 조사됨
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희망거래유형
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사업화적용실적
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도입시고려사항
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