VOCs 고효율 제거 스폰지형 친지성 겔 개발

매립지 및 유기성 폐기물 처리 시설에서 발생하는 메탄과 악취는 심각한 환경 문제입니다. 기존의 중온성 미생물로는 고온 환경(40~60℃)에서 효율적인 처리가 어려웠습니다. 본 기술은 음식물 폐기물 퇴비를 기반으로 50℃ 고온에서 배양된 '고온성 세균 컨소시움'을 활용합니다. 이 컨소시움은 브레비바실러스 써모루베르 등 특정 고온성 균주들을 포함하며, 메탄과 악취유발 화합물을 동시에 고효율로 분해합니다. 이 혼합 균주 또는 그 배양액을 유효성분으로 하는 조성물을 바이오커버나 바이오필터 시스템에 적용하여, 40~70℃의 고온 환경에서도 메탄과 복합악취를 90% 이상 제거합니다. 이 기술은 고온 매립가스, 유기성 폐기물 발효조, 퇴비화 장치 등 다양한 고온 발생원의 메탄 및 악취 문제 해결에 기여하여 환경 개선 및 악취 규제 대응에 효과적입니다.

매립지에서 발생하는 메탄과 악취는 환경 오염과 경제적 손실을 초래하며, 기존 처리 방식은 넓은 면적에 바이오커버를 설치해야 하여 비용 부담이 컸습니다. 본 기술은 매립지를 차폐막으로 덮어 가스를 집중시킨 후, 개구부에 최소화된 바이오커버를 설치하여 메탄과 악취를 동시에 효과적으로 분해합니다. 가스 포집관을 통해 매립가스를 바이오커버로 모으고, 에어컴프레서로 산소를 공급하여 미생물의 활성을 극대화합니다. 특히 스핑고모나스 속 MD2 균주와 같은 특수 미생물을 활용하여 분해 효율을 높입니다. 이 시스템은 바이오커버 설치 면적을 최대 1/50로 줄여 시공 및 운전 비용을 획기적으로 절감하며, 150일 이상 장기간 90% 이상의 메탄 및 악취 제거 효율을 안정적으로 유지합니다. 매립지 외에도 음식물 처리 시설, 축사 등 다양한 유기성 폐기물 시설에 적용 가능하여 환경 문제 해결과 경제성 확보에 크게 기여할 것입니다.

염색폐수는 심미적 불쾌감과 유해물질로 수생태계 및 인체에 악영향을 미치며, 기존 물리화학적 처리법은 경제성과 2차 오염 문제가 있습니다. 본 기술은 신규 염료탈색균주 트라메테스 베지컬러 NIBRKDFPFGC000002677을 활용하여 이 문제를 해결합니다. 이 균주는 기존 균주보다 특정 염료에 대해 최대 6배 우수한 탈색능을 보이며, 라카아제 등 다양한 탈색효소를 분비합니다. 적정 온도와 pH 조건에서 이 균주 또는 배양물을 염색폐수에 혼합하면 다양한 종류의 염료를 효과적으로 분해합니다. 이를 통해 염색폐수 처리의 경제성과 환경친화성을 높이고, 2차 오염 없이 효율적인 정화를 가능하게 합니다.

염색폐수는 낮은 경제성, 2차 오염물 발생, 제한된 적용 범위 등 기존 물리-화학적 처리 방법의 한계를 가지고 있습니다. 본 기술은 이러한 문제를 해결하고자 신규 염료탈색균주 베르칸데라 아두스타 NIBRKDFPFGC000002676를 개발했습니다. 이 균주는 다양한 염료(산성, 분산성, 반응성)에 대해 탁월한 탈색 능력을 보이며, 특히 violet 5 염료에 대해 다른 동종 균주보다 월등히 우수한 활성을 나타냅니다. 최적화된 온도(20~35℃), pH(4~7), 염료 농도(700mg/L 미만) 조건에서 공기부양식 생물반응기를 활용하여 염색폐수를 처리합니다. 이 방법을 통해 일반 반응기 대비 염료 탈색 소요 시간을 50% 이상 단축할 수 있습니다. 결과적으로 이 기술은 염색폐수 처리의 효율성과 경제성을 극대화하여 환경오염을 효과적으로 저감하는 데 크게 기여할 것입니다.

산업 시설 등에서 배출되는 휘발성 유기화합물(VOCs)은 대기오염 및 인체 유해성을 야기하며, 기존 제거 방식은 비용과 시설 부담이 큽니다. 특히 고농도 VOCs 유입 시 안전사고 위험과 실리콘 오일 잔여물 문제도 발생합니다. 본 기술은 실리콘 단량체를 활용하여 스펀지 형태의 친지성 겔을 제조하는 방법입니다. 이 겔은 넓은 표면적과 친지성 특성으로 VOCs를 효율적으로 흡착합니다. 특정 단량체와 가교제를 혼합, 중합, 규격화 및 동결건조 과정을 거쳐 스펀지 구조를 구현하며, 이를 통해 기존 러버 형태 겔 대비 흡수율을 최적화했습니다. 불규칙적으로 유입되는 고농도 VOCs를 신속하게 흡수하여 안전사고를 예방하고, 자동차 내장재, 가구, 산업 시설 등 다양한 분야에서 VOCs 저감 솔루션으로 활용될 수 있습니다.

기존 습식세정장치는 오염가스 처리 용량에 따른 구성 변경이 어렵고, 세정액 및 가스 분배가 균일하지 않아 효율 저하와 유지관리의 어려움이 있었습니다. 본 기술은 하향식 배플 구조의 세정 모듈과 균질화구를 활용하여 오염가스와 세정액의 균일한 분배를 가능하게 합니다. 수평 및 경사 배플, 유도 배플, 그리고 측면 및 수직 균질화구를 포함한 모듈형 설계로 오염가스 흐름을 최적화하고 강력한 와류를 형성합니다. 이러한 혁신을 통해 습식세정장치의 크기를 축소하고 설치 효율을 높일 수 있으며, 처리 용량에 따라 구성 변경이 용이하여 유지관리가 편리합니다. 실제 실험에서 입자성 물질 94%, 암모니아 92%의 높은 제거 효율이 입증되어, 폐가스 처리 효율을 극대화하고 설치 비용을 절감하는 효과를 제공합니다.

기존 암리논 합성법은 복잡한 다단계 공정, 고온 반응 조건, 위험한 수소 가스 사용 등으로 인해 심각한 합병증을 유발할 수 있는 한계가 있었습니다. 본 기술은 위치선택적 스즈키 커플링 반응을 활용하여 암리논 유도체를 안전하고 효율적으로 제조하는 방법을 제안합니다. 화학식 1 화합물과 피리디닐 보론산의 스즈키 커플링 반응 후, 중간 생성물을 화학식 2 화합물과 반응시키는 방식으로, 종래 대비 축소된 합성 단계와 온화한 산처리 조건으로 탈보호기 반응을 수행합니다. 이를 통해 위험한 수소 가스 없이 고수율(60% 이상)로 암리논 유도체를 얻을 수 있으며, 급성 심부전 치료제 개발 및 생산의 안전성과 효율성을 크게 향상할 수 있습니다.

유방암은 조기 진단이 환자 생존율에 결정적인 영향을 미치지만, 기존 진단법은 초기 병변 검출에 한계가 있었습니다. 본 기술은 혈액 내 알파-1 산성 당단백질(AGP)의 N-당화 변화가 초기 유방암의 핵심 바이오마커임을 규명하였습니다. 렉틴을 활용하여 AGP의 푸코실화, 만노실화, 시알릴화 등 N-당화 수준을 정밀하게 검출하며, 특히 유방암 1기 환자의 혈청에서 이 당화 수준이 현저히 감소함을 확인했습니다. 이를 통해 양성 유방종이나 다른 병기의 유방암과 명확히 구별하여 초기 유방암을 높은 민감도와 특이도로 진단할 수 있습니다. 이 기술은 유방암 조기 진단의 정확도를 획기적으로 높여, 환자의 치료 성공률 향상과 사망률 감소에 크게 기여할 것입니다. 진단 키트 및 정보 제공 방법으로 개발되어 상용화가 기대됩니다.

반도체 공정 폐수에는 질소, 인, 불소 등 유해 물질이 고농도로 포함되어 기존 처리 방식들은 경제성이나 효율성 측면에서 한계가 있었습니다. 본 기술은 바덴포 공정과 그래핀 산화물 기반 세라믹 나노 멤브레인 여과를 통합하여 이러한 문제를 해결합니다. 그래핀 산화물 코팅 나노 멤브레인은 미세 기공과 강한 음전하로 암모늄, 불소 이온 등 1가 이온성 물질을 효과적으로 제거합니다. 이를 통해 별도의 약품이나 탄소원 주입 없이 경제적이면서도 효율적인 질소 및 불소 제거가 가능하며, 폐수 처리 시스템의 성능과 비용 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

기존 웨어러블 기기 데이터는 헬스케어 등 단순 활용에 그쳐 사용자 맞춤형 웹 서비스 제공에 한계가 있었습니다. 본 기술은 웨어러블 기기에서 수집된 심박수, 체온, 스트레스 등 사용자 생체 정보와 디스플레이 기기의 웹 페이지 스크롤, 클릭 등 조작 정보를 동시간 기준으로 결합하고 분석합니다. 데이터 마이닝 및 기계학습을 활용하여 사용자의 상태와 의도를 파악하며, 이를 통해 동영상 추천, 학습 콘텐츠 개인화, 맞춤형 광고 등 사용자에게 최적화된 웹 페이지와 서비스를 제공합니다. 사용자의 컨디션과 행동에 기반한 정교한 개인화로 웹 서비스의 만족도와 활용도를 크게 높일 수 있습니다.

염료감응 태양전지는 낮은 제조 단가에도 불구하고 광전환 효율 부족으로 상용화에 한계가 있었습니다. 이를 해결하기 위해 본 기술은 자기조립 이중블록 공중합체를 활용, 정렬된 금속산화물 나노입자를 포함하는 금속산화물-탄소질 하이브리드 박막을 경제적으로 제조합니다. 역마이셀 용액, 금속산화물 전구체, 산 용액을 이용한 코팅 후 자외선 조사로 안정화하고 열처리하여 탄소화하는 공정을 거칩니다. 이 과정에서 고온에도 나노구조를 유지하며, 높은 전기 전도성을 가진 탄소와 금속산화물의 하이브리드화를 통해 전자의 전달 효율을 극대화합니다. 결과적으로 이 박막을 염료감응 태양전지 광전극에 적용하면 광전환 효율을 현저히 향상시켜, 제조 단가 부담 없이 태양전지의 상용화를 가속할 수 있습니다.

기존 언어 학습 도구들은 주로 발음 교정에 집중하여 작업 기억 능력 평가에 한계가 있었습니다. 특히 언어 발달 장애 아동의 경우, 음운 처리 결함과 상위 언어적 문장 이해 문제가 작업 기억 능력과 밀접한 관련이 있습니다. 본 기술은 음성으로 제시된 문장을 따라 말하는 학습자의 음성을 녹음하고 평가하여 작업 기억 능력을 측정합니다. 사용자의 첫 번째 문장 따라 말하기 점수를 기반으로 난이도와 변별도를 조절한 맞춤형 과제를 제공하며, 이를 통해 얻은 점수로 작업 기억 능력을 더욱 정확하게 진단합니다. 이로써 아동의 연령과 언어 체계에 맞는 신뢰도 높은 작업 기억 능력 측정 결과를 제공하여, 언어 발달 장애 여부를 조기에 판단하고 적절한 후속 조치를 가능하게 합니다.