나노섬유 소재

목차

1. 서론

2. 기술동향 및 전망
1) 기술의 개요 및 특성
가. 나노섬유의 정의
나. 나노섬유의 제조 방법
다. 나노섬유 소재의 응용 분야
2) 연구개발 동향
가. 국외 기술개발 동향
나. 국내 기술개발 동향

3. 결론

본문내용

상처 관리 : 대체 피부, 조직 점착제과 실런트
- 약물전달시스템 : 마이크로구 기술, 약전달 coating
- 대체혈액, 조직공학으로 생성되는 인공장기
- 안구 삽입물, 삽입용 장비의 생체적합성 coating(Sensors)
그러나 나노섬유 소재에 있어 고품질과 고성능을 구현하면서 양산화시키는 기술개발이 어려워 긴 역사에 비해서 기술적 성취도는 매우 낮으며 나노섬유로만 된 제품의 상용화 예는 없으나 지금까지 미국의 Donaldson사가 필터제품의 표면에 전기방사를 이용하여 나노섬유를 1~2 μm정도 분사 코팅하여 수명을 연장시킨 필터제품을 출시한 정도가 상업적 생산의 전부이다.
미국 군사 시스템 사령부는 수년 전부터 4개 이상의 국가지정연구실을 운영하여 많은 연구비를 투입하며 극한 환경 방호기능 소재연구를 수행중이며 현재 미국을 비롯한 선진국에서는 단백질 나노섬유, 생분해성 고분자를 이용한 나노섬유기술로 첨단 21세기 의료소재를 창출하는 연구가 활발히 진행되고 있다.
나. 국내 기술개발 동향
국내에서 나노섬유에 대한 기술개발이 상당히 높은 수준으로 진척되고 있으나 제품화에는 큰 성공을 이루지 못하고 있는 실정이나 전기방사 실용화의 경우 우리나라가 세계의 선도적인 기술개발을 주도하고 있다.
현재 산자부의 지원 하에 차세대과제로서 나노섬유 소재를 이용한 새로운 산업용 섬유 개발이 진행되고 있으며 여기에는 나노섬유제조 및 응용기술, 유무기 나노혼성체의 섬유화 및 응용기술, 그리고 나노차원의 섬유구조제어에 의한 고성능섬유제조기술 등이 포함되어 있다.
전기 방사에 의해 얻어진 섬도 50 내지 800 nm의 나노섬유는 혼합방사에 의해서는 얻을 수 없는 특이한 기능성 때문에 2차전지, HEPA급 필터, 의료용 등의 기본 소재로서 상용화연구가 진행 중에 있으며 melt blown기술과 전기방사기술을 융합한 flash-electrohybrid spinning법으로 제조된 나노섬유는 섬유의 배향성이 우수하여 열처리에 의한 활성탄소 나노섬유의 제조에 유리하므로 (주)아모텍에 의해 전기이중층 커패시터(EDLC) 전극에의 응용이 연구되고 있다.
또한, 지금까지 기능성 무기 나노입자는 초고가 제품이어서 섬유에 응용이 불가능하다는 기존 개념을 탈피하여 섬유용 기능성 나노입자를 염가로 양산화하는 기술이 (주)S.C.C에 의해 진행되고 있으며 이 입자를 PET 등과 같은 섬유재료와 나노혼성체를 제조하여 섬유화 함으로써 기존제품보다 물성이 크게 향상된 타이어코드개발이 (주)효성에 의해 진행되고 있고, 부직포의 전자파 차폐성, 항균성 등의 기능을 크게 향상시키는 연구가 (주)코오롱에 의해 진행되고 있다.
우리나라의 경우 electro-blowing법에 의한 나노섬유 제조기술이 상업화 단계(200kg/일)에 있으며, 나노섬유 제조기술에 대한 최고의 기술수준을 보이고 있는 것으로 예측되며 유기 나노섬유 연구는 국내에서는 수년 전부터 한국과학기술연구원과 전남대에서 각각 추진되어 왔으며, 한국과학기술연구원은 고성능 필터, 고기능성 탄소 나노섬유, 고효율 2차전지 재료로서의 가능성에 주목하여 왔다.
국내 부직포 산업의 경우 국제적인 시장추세를 반영하여 90년대부터 생산 고도화에 따른 품질수준의 개선 및 생산량의 증가세를 이루었으나 일부 기업을 제외하고는 범용기술ㆍ소재에 의한 제품생산이 대부분으로서 국내의 경우 부직포여재 HEPA필터는 개발되지 않았으며 (주)제텍스와 우다섬유에서 정전여재 필터를 생산하고 있으나 주로 공기정화기, 진공청소기용, 일반 공조용으로 개발하고 있다.
의료 섬유의 경우 현재 생분해성 봉합사나 인공신장용 여과막 등은 삼양사 등 국내기업 또는 연구소에서 개발되어 상용화 되고 있으나 나노섬유를 이용한 wound dressing이나 조직공학의 연구는 아직 진행중이나 상용화되지는 못하였으며 생체모방성, 생체적합성 기능 및 미세 다공성을 갖는 나노섬유 소재는 이러한 기술에 매우 중요하므로 이에 대한 적극적인 연구가 요구된다.
Ⅲ. 결론
나노섬유는 새로이 개발된 섬유소재가 아니며 복합방사법, 전기방사법, melt blown 등의 방법으로 나노섬유 제조기술이 본격적으로 연구되기 시작한 것은 불과 10여 년에 불과하지만 이미 개발되어 상당부분 실용화된 것으로 제조 공정상의 변수들을 조절함으로써 다양한 기능을 갖는 나노섬유를 만들 수가 있기 때문에 일반소재, 전자소재, 의료소재 분야 등 그야말로 그 용도는 대단히 폭넓을 것으로 예상된다.
나노섬유소재의 제조기술이 상당부분 실용화되어 있으나, 아직 고품질과 고성능을 구현하면서 양산화시키는 기술개발이 어려워 개발 초기단계부터의 긴 역사에 비해서 기술적 성취도는 매우 낮으며 나노섬유로만 된 제품의 상용화 예는 없으나, 최근 나노섬유의 다양한 특성이 알려지면서 그 활용방안에 대한 연구가 활발해지고 있으며, 특히 미소 전자부품이나, 인공 피부조직 등 생체의학 분야에서 이 소재를 응용해보려는 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
향후 세계시장에서 나노섬유는 필터용 섬유소재, 특수 보호용 섬유소재, 에너지 저장용 섬유소재, 클리너용 섬유소재, 의료용 섬유소재 분야 등에서 그 용도가 확대될 것으로 예측되고 있으며, 특히 우리나라가 전량 수입에 의존하고 있는 고성능 필터, 차세대 전지인 폴리머전지, 생체 의료용 섬유소재 등에서 기술개발이 이루어져 수요가 크게 창출될 것으로 전망하고 있다.
현재의 나노섬유의 시장규모는 초기단계이지만 활용분야의 다양성을 감안하면 그 성장 가능성이 엄청나서, 기술개발의 성과에 따라서는 기존 시장의 대체와 신규용도의 제품창출이 이루어져 2012년에는 400억불 시장이 형성될 전망이기 때문에, 우리나라가 나노섬유 분야에서 세계시장의 선두주자가 될 수 있도록 각 부처의 정책과 계획을 연계하여 정부의 범 부처차원의 기술개발 지원과 생산기술개발 육성을 위한 신속하고 아낌없는 지원이 필요할 것이다.
<참고문헌>
1. 산업기술동향분석 - Nano섬유소재, 한국산업기술평가원 (2006)
2. 나노섬유 소재, 한국과학기술정보연구원 (2006)
3. nano전문위원회 보고서 (2005)
4. 산업백서, 산업자원부
5. 나노기술을 이용한 산업용 섬유산업의 현황

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나노,   나노섬유,   나노공학,   신소재,   섬유공학,   탄소나노튜브,   CNT,   나노기술