K-카본 첨단소재 기술개발 동향과 주요 산업별 나노융합 R&D 분석 (양장본 Hardcover)

K-카본 첨단소재 기술개발 동향과 주요 산업별 나노융합 R&D 분석 (양장본 Hardcover)

$420.00
Description
본서의 특징

탄소소재는 초경량, 고강도, 온도변화에 대한 형상 안정성 등 우수한 물성을 바탕으로 항공기, 인공위성 발사체, 탐사선 동체 등의 핵심 소재로 사용된다. 국내 탄소소재 역량은 일본, 미국, 독일에 이어 4위 수준으로, 대표적 소재인 탄소섬유는 2013년 세계 3번째로 양산에 성공하는 등 선진국 대비 80%의 기술력을 보유하고 있는 것으로 평가된다. 그러나 우주항공용 초고강도 탄소섬유나 발사체 노즐용 인조흑연 등은 선진국에서 대부분 수입하고 있는 상황이다. 그간 정부는 탄소복합재 경쟁력 강화전략 등 예비타당성 조사를 추진해왔고, 탄소소재 경쟁력을 강화하는 K-카본(Carbon) 플래그십 기술개발 사업의 시행을 최종 확정했다. 이는 탄소소재 사용이 많은 이동수단, 에너지·환경, 생활관리, 방산·우주, 건설 등 5대 분야에서 융·복합 기술을 개발하는 사업으로, 국내 탄소소재 산업을 새로운 성장 동력으로 육성하는 것을 목표로 2024년부터 2028년까지 1047억원이 투입된다.

나노 기술이 적용된 가장 대표적인 산업분야인 반도체는 삼성전자와 TSMC 같은 글로벌 기업들이 나노미터 단위에서 반도체 생산 경쟁을 벌이고 있다. 최근, 주요 2차전지 업체들이 충전 시간 단축과 에너지밀도 개선을 위해 차세대 전기차용 2차전지에 실리콘 음극재 적용을 본격화하면서 나노 신소재의 탄소나노튜브(CNT)도전재 수요도 덩달아 늘어나고 있다. 제약·바이오 분야에서도 리보핵산(mRNA) 백신 제조에 나노 기술이 쓰이고 있으며 또한, 나노 센서는 바이오, 환경 등의 분야에 신호 검출을 위한 센서로 활용되는 추세이다. 글로벌 나노센서 시장은 2021년 7억 1050만달러 규모에서 2027년 13억 7560만달러로 연평균 11.7% 성장이 예상되고 있다. 이에 정부는 올해 `22년 2,363억 원에서 약 6.3% 증액된 총 2,511억원이 나노ㆍ소재기술개발사업에 투입될 예정이라고 밝혔다.

이에 본원 R&D정보센터에서는 미래 먹거리 산업인 탄소/나노 핵심소재의 경쟁력을 강화하고 R&D지원과 인프라 구축에 도움이 되고자 관련 기관들의 분석 정보자료를 토대로 「K-카본 첨단소재 기술개발 동향과 주요 산업별 나노융합 R&D 분석」을 발간하였다.Ⅰ편에서는 K-카본(Carbon) 플래그십 R&D 현황과 탄소/탄소복합재/탄소-나노소재/인조흑연/활성탄소 등의 물성과 소재개발 연구를 다루었고, Ⅱ편에서는 나노기술·소재개발 R&D 동향을 소개하였으며 나노융합/에너지 저장·변환/나노바이오 분야의 소재개발 현황과 적용사례를 수록하였다. 본서가 학계·연구기관 및 관련 산업분야 종사자 여러분들에게 다소나마 유익한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다.

2023. 3.
저자

지식산업정보원R&D정보센터

목차

제Ⅰ편K-카본(Carbon)플래그십R&D현황
제1장탄소/탄소복합재료개발과항공·모빌리티적용연구
1.탄소복합재경쟁력강화전략
1)탄소복합재중요성과추진배경
(1)탄소복합재개념및중요성
가.개념및활용
나.경제적함의
다.안보적함의
(2)추진배경
2)글로벌탄소복합재동향
(1)시장
(2)기술
가.탄소섬유소재의기술개발동향
나.저가탄소섬유기술개발동향
다.고성능탄소섬유기술개발동향
(3)기업
가.세계탄소섬유주요기업동향
나.국내탄소섬유주요기업동향
(4)정책
3)국내탄소복합재경쟁력
(1)내수
(2)기술
(3)기업
(4)정책
4)정책적시사점
5)탄소복합재경쟁력강화전략
(1)고성능탄소복합재의기술자립화
가.고성능탄소섬유의핵심기술확보
나.중간재및부품공정기술고도화
다.저가형탄소섬유의요소기술개발
(2)세계정상급기업으로성장지원
가.생산라인신증설투자를전방위지원
나.국산탄소복합재의글로벌신뢰성제고
다.제조공정의디지털트윈구축및확산
(3)탄소복합재활용촉진으로내수확대
가.우주항공분야3대실증프로젝트추진
나.한국판탄소복합재랩팩토리구축
다.폐탄소복합재의재활용생태계조성
2.탄소/탄소복합소재기술개발과활용연구
1)고성능/저가형탄소섬유제조를위한최신연구
(1)고성능탄소섬유제조위한폴리아크릴로니트릴기반공중합고분자합성및전구체섬유방사
가.연구목적
나.실험
A)재료
B)실험방법
다.결과및고찰
A)MAA주입시간에따른공중합체합성결과
B)AIBN농도에따른공중합체합성결과
C)공중합체를이용한전구체섬유방사결과
라.결론
(2)저가형탄소섬유개발을위한자외선조사기반의류용PAN섬유의연속식안정화공정개발
가.연구목적
나.실험방법
A)물질
B)PAN의UV조사
C)PAN열적안정화과정및탄소화과정
D)특성분석
다.결과및고찰
라.결론
2)탄소나노튜브섬유이용복합소재최신연구
(1)단일벽탄소나노튜브와다중벽탄소나노튜브사용에따른고분자복합체의물성연구
가.연구목적
나.실험방법
A)재료
B)CNT/TPU복합체제작과정
C)분산도및기계적,전기적물성측정
다.결과및고찰
라.결론
(2)다공성탄소나노튜브섬유를이용한차세대복합소재연구
가.연구목적
나.실험방법
A)CNT섬유및필름제조
B)복합소재제조공정
C)특성분석
다.결과및디스커션
A)VaRTM기반CNT섬유복합소재제조
B)Hotpress기반CNT섬유복합소재제조
C)텐션이보조된hotpress기반CNT섬유복합소재제조
D)수지희석을통한복합소재내섬유비율향상
E)Foam-assistedhotpress기반CNT섬유복합소재제조
라.결론
3.초고온탄소/탄소복합재소재기술동향
1)초고온탄소/탄소복합재소재기술
(1)정의및분류
(2)항공우주분야
가.우주선열차폐시스템
나.항공기엔진부품
다.항공기브레이크
(3)육상교통수단분야
(4)일반산업분야
가.내식구조재
나.내화구조물
다.유리산업
라.열관리재료
(5)에너지및생체재료
2)중요기술(KeyTechnology)
(1)프리폼(preform)제조기술
(2)밀도화공정기술
가.CVI(ChemicalVaporInfiltration)
나.액상피치주입공정
(3)내산화코팅기술
3)극한환경소재기술관점에서기술의중요성
4)탄소/탄소복합재연구개발동향
(1)프리폼제조기술
가.국내동향
나.해외동향
(2)밀도화공정기술
가.국내동향
나.해외동향
(3)초고온코팅기술
가.국내동향
나.해외동향
5)국내외선도기관
6)산업및시장동향
(1)국내동향
가.시장규모및전망
나.기업현황
(2)해외동향
가.시장규모및전망
나.기업현황
(3)국내외선도기업
4.수소모빌리티를위한탄소소재개발동향
1)수소저장용기탄소섬유주요동향
(1)정의
(2)기술및구성요소별분류
(3)수소모빌리티용수소저장용기시장동향
가.시장의개요
나.관련정책및제도
다.시장동향
A)시장규모및전망
(4)기술개발동향
가.연구동향
나.기술개발이슈
다.생태계기술동향
A)해외플레이어동향
B)국내플레이어동향
(5)주요플레이어특허동향
가.해외플레이어특허동향
A)연도별출원동향
B)국가별출원동향(건수)
나.국내플레이어특허동향
A)연도별출원동향
B)국가별출원동향(건수)
2)수소저장적용을위한기능화된카본나노튜브복합체연구
(1)연구배경
(2)실험방법
가.재료
나.CNT/에폭시복합체의제조과정
다.CNT/에폭시복합체의물리적특성측정
라.CNT의라만특성측정
마.CNT/에폭시복합체의전기적특성측정
(3)결과및고찰
(4)결론
3)국내,탄소복합재적용제작선박실증착수
(1)사업개요
(2)실증주요내용

제2장탄소/탄소-나노기반최첨단소재특성과연구개발
1.탄소소재적용전자파차폐기술동향과산업현황
1)전자파차폐
(1)전자파차폐소재원리
(2)전자파차폐소재요구특성
(3)전자파차폐용탄소소재
2)탄소소재전자파차폐산업시장동향
(1)국외동향
(2)국내동향
3)탄소소재기반차폐소재제조공정
4)탄소소재전자파차폐기술동향
(1)국내외주요기술개발현황
(2)탄소복합재기반전자파차폐및고방열일체형필름연구동향
가.연구목적
나.그래핀복합재필름
다.그라파이트복합재필름
라.결론
2.탄소나노튜브기반전기화학촉매소재연구및에너지저장기술동향
1)탄소나노튜브절개공정을활용한전기화학촉매소재
(1)연구배경
(2)탄소나노튜브절개공정(UnzippingofCarbonNanotubes)
(3)탄소나노튜브절개공정의개발배경
(4)탄소나노튜브절개공정의종류
(5)도펀트를활용한정밀한탄소나노튜브절개공정
(6)탄소나노튜브의절개반응메커니즘
(7)절개된탄소나노튜브의전기화학응용
가.절개된탄소나노튜브에결착된금속촉매연구
나.아연-공기전지의캐소드응용연구
(8)결론
2)탄소나노튜브기반에너지저장기술동향
(1)탄소나노튜브기반에너지저장기술배경
(2)탄소나노튜브기반에너지저장기술
가.고에너지밀도배터리용CNT
나.매스리스배터리용CNT
(3)고에너지밀도배터리용CNT도전재동향
가.기술동향
A)CNT소재기술동향
B)CNT도전재적용배터리기술동향
나.산업동향
(4)매스리스배터리용CNT섬유개발동향
가.기술동향
A)CNT섬유개발기술동향
B)매스리스배터리및에너지소자용CNT섬유개발기술동향
나.산업동향
3.탄소나노튜브/그래핀기반최첨단소재개발가능성연구동향
1)전자소재용고열전도성그래핀/알루미늄복합재제조기술
(1)연구배경
(2)가교결합을이용한자기조립AI-GO복합소재제조공정
(3)이온결합을이용한자기조립AI-GO복합소재제조공정
(4)소결체제조및물성분석
(5)결론
2)탄소나노튜브기반의유연열전소재와유연열전소자연구동향
(1)연구배경
(2)단일벽탄소나노튜브기반의열전소재와열전소자
가.열전소재로서단일벽탄소나노튜브의특징
나.탄소나노튜브필름을적용한유연열전소자
다.탄소나노튜브파이버를적용한유연열전소자
라.탄소나노튜브도우를적용한형태가변형열전소자
마.탄소나노튜브/무기소재하이브리드열전소재를적용한유연열전소자
(3)결론
3)2차원탄소나노구조를가진그래핀소재의바이오센서및태양전지응용연구
(1)연구배경
(2)Biosensor및태양전지응용을위한그래핀소재의요구조건
(3)그래핀소재를이용한태양전지및바이오센서의응용연구사례
(4)결론
4)탄소물질기반의피부모사형다기능유연센서의연구동향
(1)연구배경
(2)여러자극을감지하는유연센서
(3)자가치유기능을갖는유연센서
(4)생체적합성과생분해성을갖는유연센서
(5)결론및전망
5)그래핀템플릿을이용한유기반도체박막의반데르발스에피택시연구
(1)연구배경
(2)그래핀템플릿에서π-공액유기분자의반데르발스에피택시
가.그래핀템플릿을이용한π-공액유기반도체분자의배향제어
나.그래핀표면잔존물이유기반도체분자의자기조립에미치는영향
(3)그래핀템플릿위유기반도체박막성장의제어
가.그래핀템플릿의표면전하밀도효과
나.그래핀과유기반도체분자사이의전하이동효과
다.그래핀템플릿의표면거칠기효과
(4)결론

제3장탄소복합소재재활용과인조흑연/활성탄소소재현황
1.탄소섬유강화복합소재(CFRP)의재활용기술과특성연구
1)친환경분해방법이용탄소섬유강화복합소재의고효율재활용기술
(1)최근이슈
(2)기계적분해방법
(3)열적분해방법
(4)유동상식소각분해방법
(5)Alcoholysis반응을이용한화학적분해방법
(6)과산화수소를이용한화학적분해법
(7)과열증기분해방법
(8)물을이용한화학적분해방법
(9)결론
2)리싸이클CFRP적용C/C복합재료제조및특성연구
(1)연구목적
(2)실험및방법
가.폐CFRP열분해공정
나.폐CFRP적용단섬유화및C/C제조공정
(3)결과및토의
(4)결론
2.인조흑연소재산업동향과국산화를위한기술개발
1)인조흑연소재산업의동향과기술개발방향
(1)인조흑연
가.인조흑연의정의
나.인조흑연의제조공정
다.인조흑연의종류및특성
A)흑연전극봉
B)등방흑연
C)이차전지용음극활물질
(2)세계인조흑연시장현황과산업동향
가.흑연전극봉
나.등방흑연
다.이차전지용음극활물질
(3)국내인조흑연시장현황과산업동향
가.흑연전극봉
나.등방흑연
다.이차전지용음극활물질
2)국내산흑연의구형화에미치는로터속도의영향연구
(1)연구목적
(2)실험방법
(3)실험결과및고찰
(4)결론
3)국내,이차전지핵심소재인조흑연국산화성공
(1)