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곰팡이 균사체를 활용해 건축 구조물이나 콘크리트 적용 자재 자체를 에너지저장장치로 전환하는 '균사체 기반의 바이오 콘크리트 슈퍼커패시터' 특허로, 리튬이온배터리의 희토류 의존·설치공간 문제와 기존 박테리아 기반 미생물 시멘트의 한계(분산 구조로 인한 전도경로 형성 곤란, pH 12~13에서의 생존력 저하)를 함께 극복하고자 한다. 시멘트, 3D 균사 네트워크, 균사체 기반 탄소 전도성 네트워크의 세 기능으로 구성되며, 균사가 전극 방향으로 자발 정렬되는 자가 배선과 균열 자가 치유를 동시에 제공하고 세포질 유동 기반 이온 수송으로 전하를 저장·방출한다. 건축물뿐 아니라 도로·교량에도 적용 가능하며, 별도 공간을 점유하지 않는 '무공간 ESS'로서 스마트 건설소재 및 ESS 시장(각각 CAGR 12.7%, 15.8%)을 겨냥한다.

본 발명은 고분자 중합을 이용하여 다공성 티타늄 전달층(porous transport layer, PTL) 상에 금속 산화물 촉매를 직접 형성하는 전극 제조 방법 및 이에 의해 제조된 수전해용 전극에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 다공성 티타늄 기판 상에 고분자층을 형성하는 단계, 금속 전구체를 포함하는 고분자 전구체 용액에서 금속-고분자 네트워크를 형성하는 단계 및 열처리 단계를 포함한다. 고분자 중합 과정에서 금속-고분자 네트워크가 다공성 티타늄 기판에 균일하게 분산됨으로써 기판 전반에 걸쳐 균일한 촉매층을 형성할 수 있으며, 후속 열처리를 통해 금속 산화물 촉매가 형성되고 촉매와 기판 간 결합력이 향상될 수 있다. 고분자 네트워크는 금속 전구체의 균일한 분산을 유도하는 템플릿 역할과 열처리 과정에서 촉매 입자의 성장 및 응집을 억제하는 보호층 역할을 동시에 수행할 수 있다. 이에 따라 높은 표면적과 활성점 밀도를 유지할 수 있으며, 별도의 바인더 없이도 우수한 전기화학적 활성 및 장기 안정성을 확보할 수 있다. 본 발명의 제조 방법은 별도의 증착 장비 또는 정밀 제어 장치 없이 간단한 용액 공정과 열처리 공정만으로 수행될 수 있어 공정 재현성 및 확장성이 우수하며, 대면적 기판 및 복잡한 형상의 기판에도 적용 가능하다. 또한 다양한 금속 전구체를 적용할 수 있어 다원계 금속 산화물 전극 제조에도 활용될 수 있다.

본 발명은 이산화탄소 분리 성능이 향상된 혼합기질막 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고유 미세기공성 고분자(polymer of intrinsic microporosity, PIM-1) 유래의 카복실기 기능화 고분자 점(polymer dots, Pdots)을 Pebax 기지(matrix)에 분산시켜 이산화탄소/질소(CO₂/N₂) 분리용 혼합기질막을 제조하는 기술에 관한 것이다. 본 발명에서 PIM-1 유래 다공성 구조는 기체 전달을 위한 추가적인 이동 경로를 제공하며, poly(styrene-co-maleic anhydride)(PSMA)에 의해 도입된 카복실기는 이산화탄소에 대한 친화성과 고분자 기지와의 계면 상용성을 향상시킨다. 이에 따라 카복실기 기능화 Pdots가 도입된 혼합기질막은 기존 Pebax 분리막에 비해 이산화탄소 투과도와 CO₂/N₂ 선택도가 동시에 향상되었다. 특히, 0.5 중량%의 Pdots를 포함하는 혼합기질막은 우수한 분리 성능을 나타내었으며, 이산화탄소 투과도 232.61 Barrer와 CO₂/N₂ 선택도 53.47을 나타내어 기존 Pebax 분리막의 이산화탄소 투과도 148.99 Barrer 및 선택도 40.27보다 현저히 향상된 성능을 보였다. 또한, 상기 혼합기질막은 CO₂/N₂ 분리에 대한 Robeson upper bound에 근접하는 성능을 나타내었다. 따라서 본 발명은 다공성 구조와 카복실기 기능을 동시에 갖는 PIM 유래 고분자 점을 나노필러로 활용함으로써, 높은 기체 투과도와 선택도를 동시에 구현할 수 있는 고성능 이산화탄소 분리용 혼합기질막 및 이의 제조기술을 제공한다.

금속 절삭가공 시 발생하는 칩의 재사용을 위해 기화호일액츄에이터(Vaporizing Foil Actuator)를 이용하여 고변형률로 압축, 금속 계면간의 고상용접을 유도하여 소결하는 기술

• 본 발명은 연료전지용 ePTFE 기반 강화복합막의 계면 접착력 및 내구성을 향상시키기 위한 바느질 접합(Stitched) 고분자 네트워크 형성 기술에 관한 것이다. • 다공성 ePTFE 지지체 내부에 과불화 폴리에테르(perfluorinated polyether, PFPE) 전구체를 침투시킨 후, 이오노머 및 촉매층 제조 과정에서 계면으로 재확산시키고 UV 경화를 수행하여 지지체-이오노머 계면 및 촉매층-전해질막 계면에 3차원 고분자 네트워크를 형성한다. • 형성된 바느질 접합 고분자 네트워크는 계면 탈리를 억제하고 기계적 하중을 효과적으로 분산시켜 전해질막의 파괴인성(fracture toughness) 및 피로임계치(fatigue threshold)를 향상시킨다. • 또한 촉매층 박리를 감소시키고 계면 안정성을 향상시키며, 전기화학 성능 저하 없이 연료전지의 장기 내구성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 이산화탄소 분리 성능이 향상된 나노복합 중공사 분리막 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 다공성 지지체 내부에 poly(1-vinyl imidazolium) (PVI)을 함침한 후, 계면중합(interfacial polymerization)을 이용하여 이온성 액체 기능화 양자점(ionic liquid-functionalized quantum dots, IL-QDs)과 개질 그래핀 산화물(modified graphene oxide, mGO)을 layer-by-layer 방식으로 적층하여 나노복합 분리막을 제조하였다. 또한, 150 ℃ 열처리를 통해 PVI를 triazine 구조로 전환시켜 고분자 사슬 재배열을 유도함으로써 자유부피(free volume) 및 이산화탄소 흡착 부위를 증가시켜 이산화탄소의 용해 및 확산 특성을 향상시켰다. 아울러, IL-QDs는 mGO 층간의 비가역적 π–π 적층을 억제하는 nano-spacer 역할을 수행하여 연속적인 이산화탄소 친화적 전달 경로를 형성하였다. 그 결과, 본 발명의 분리막은 높은 이산화탄소 투과도 및 우수한 CO₂/N₂ 선택도를 나타내었으며, 다양한 공급 압력 조건에서도 안정적인 촉진수송(facilitated transport) 특성을 유지하였다. 따라서 본 발명은 저압 조건에서 연속 운전이 가능한 고효율 탄소포집용 분리막 기술을 제공할 수 있다.

최근 환경 오염 문제를 해결하기 위한 대안으로 생분해성 플라스틱에 대한 관심이 증가하고 있다. 그중 Polyhydroxyalkanoate(PHA)는 미생물이 합성하는 고분자로서 우수한 생분해성과 생체적합성을 가지며, 기존 석유 기반 플라스틱을 대체할 수 있는 친환경 소재로 주목받고 있다. 기존의 PHA 분해 미생물에 관한 연구는 주로 토양 또한 담수 환경에서 분리된 균주를 중심으로 이루어져 왔으며, 해양 환경에서 안정적으로 생존하면서 PHA 분해 활성을 나타내는 미생물 균주에 대한 연구는 상대적으로 부족한 실정이다. 따라서 해양 환경에 적합한 신규 미생물 균주를 발굴하고, 이를 활용하여 해양 환경에서의 생분해성 플라스틱 잔존 문제를 해결할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다. 최근 플라스틱 폐기물로 인한 환경 오염 및 기후변화 문제가 심화됨에 따라, 기존의 석유 기반 난분해성 플라스틱을 대체할 수 있는 친환경 소재의 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 특히 폐플라스틱의 물리적·화학적 처리 방식에 한계가 존재함에 따라, 자연 분해가 가능한 생분해성 플라스틱에 대한 산업적 수요가 증가하고 있다. 이러한 흐름에 따라 생분해성 플라스틱 소재의 개발 및 활용이 확대되고 있으며, 그중 PHA는 미생물 발효에 의해 생산되는 바이오 기반 고분자로서, 생분해성 및 생체적합성을 갖는 친환경 소재로 주목받고 있으며, 포장재, 생활용품 및 다양한 산업용 소재로의 활용 가능성이 제시되고 있다. 글로벌 PHA 시장은 2025년 약 1억 2,380만 달러에서 2030년 약 2억 6,520만 달러 규모로 성장할 것으로 전망되고 있으며, 연평균 성장률은 16.5% 수준으로 보고되고 있다. 국내에서도 CJ제일제당을 중심으로 유한킴벌리, 동성캐미컬 등 다양한 기업을 통해 PHA의 상용화가 추진되고 있다. 그러나 PHA는 실제 환경에서 온도, 염도, 미생물 군집 등의 영향에 따라 분해 효율이 달라질 수 있으며, 특히 해양 및 연안 환경에서는 분해가 지연되거나 제한될 수 있다. 이에 따라 PHA를 보다 효율적으로 처리하기 위한 PHA 분해 미생물의 발굴이 필요한 상황이다. 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 PHA 분해 활성을 갖는 신규 균주를 제공하고, 이를 이용하여 PHA를 효율적으로 분해하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명은 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 생분해성 플라스틱 Polyhydroxyalkanoate(PHA) 분해활성을 갖는 신규한 균주를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 균주는 수탁번호 ~~~~로 기탁된 슈도알테로모나스 시오야사키엔시스(pseudoalteromonas shioyasakiensis) NR_125458.1 균주이며, 서열번호로 표시되는 16s rRNA 서열을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 균주는 생분해성 플라스틱인 PHA에 대해 분해활성을 나타내는 것을 특징으로 한다. 상기 균주는 프로테아제(Protease), 또는 아밀라아제(Amylase) 효소 활성을 갖는 것을 특징으로 한다.

PEG로 개질된 UiO-66-NH₂ 기반 금속-유기 골격체(UiO-66-PEG)를 친수성 첨가제로서 폴리에테르설폰(PES) 매트릭스에 도입하여 미세플라스틱 분리를 위한 혼합기지 분리막(MMMs)을 제조하였다. 상기 MMMs는 순수 PES 분리막과 비교하여 물 투과도, 미세플라스틱 제거 효율 및 내오염 특성이 현저히 향상된 것을 나타내었다. 특히, UiO-66-PEG를 5 중량% 포함하는 최적 분리막은 802.3 L m⁻² h⁻¹ bar⁻¹의 높은 물 투과도와 함께 폴리스티렌 미세플라스틱에 대해 98.8%의 제거 효율을 달성하였다. 또한, 상기 분리막은 30시간의 연속 운전 및 10회의 여과 사이클 동안 물 투과도와 제거 효율을 안정적으로 유지함으로써 우수한 운전 안정성을 나타내었다. 이러한 결과는 UiO-66-PEG 기반 혼합기지 분리막이 투과도, 미세플라스틱 분리 효율 및 장기 안정성을 동시에 향상시킬 수 있음을 보여주며, 수처리 시스템에서의 고도 미세플라스틱 제거를 위한 유망한 기술임을 시사한다.

본 발명은 실시간 관측정보에 기초한 침수 수리해석 모델의 동적 개입 제어 방법, 시스템 및 이를 수행하기 위한 기록매체에 관한 것이다. 구체적으로 CCTV 영상, 수위·강우 센서, 기상 레이더, GIS/지형 DB로부터 수집되는 다중 실측 데이터를 기반으로 침수 상황을 실시간 인식하고, 관측데이터와 수리해석 모델의 상태변수를 비교하여 개입 이벤트 발생 여부를 판단한다. 개입 이벤트가 발생하면 실행 중인 침수 수리해석 모델을 일시 정지(pause)시키고, 경계조건 변경, 해석격자의 적어도 일부 셀의 바닥 표고 수정, 관측 기반 상태 보정(Data Assimilation) 중 적어도 하나를 수행한 후 전체 재초기화 없이 재개(resume)시킨다. 이를 통해 침수 해석 결과를 실시간으로 보정하고, 차수판 설치 위치·수량·순서, 펌프 및 수문 제어 명령, 피해 우선순위 리포트 등 침수 대응 정보를 생성하여 현장 대응과 자동 액추에이터 제어를 지원할 수 있다. 본 발명은 도시침수, 지하공간 침수, 배수시설 운영 등 다양한 재난 대응 분야에 적용 가능하며, 실시간성, 예측정확도, 대응효율성을 동시에 향상시키는 효과가 있다.

【발명의 명칭】 입자 기반 생분해성 고분자의 분해도 정량 평가 방법 {Method for Quantitative Evaluation of Degradation of Biodegradable Polymers Using Particles} 【기술분야】 본 발명은 생분해성 고분자의 분해도를 정량적으로 평가하기 위한 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 생분해성 고분자를 입자 형태로 제공하고, 분해 반응에 따라 발생하는 광학적 신호를 시간 경과에 따라 측정함으로써 분해 진행 정도를 정량적으로 평가하는 방법에 관한 것이다. 【배경기술】 플라스틱 폐기물 증가로 인해 생분해성 고분자(biodegradable polymer)가 대체 소재로 활용되고 있으나, 실제 분해 속도와 환경 의존성이 크기 때문에 정확하고 재현성 있는 분해도 평가 기술의 필요성이 대두되고 있다. 현재 생분해도 평가는 주로 이산화탄소(CO2) 발생량 기반 표준 시험법과 필름 기반 무게 감소 측정법이 포함된다. 이산화탄소 발생량 기반 분석은 퇴비화 조건에서 시료가 분해되는 과정 동안 발생하는 이산화탄소를 측정하여 분해도를 산출하는 방식으로, 국제 표준에서 제시되는 대표적인 생분해도 평가법이다. 그러나, 이 방법은 분석 기간이 일반적으로 90일 이상 소요되고, 이산화탄소 발생량이 미량일 경우 검출이 어려워 소량 시료 또는 마이크로입자(microparticle) 형태의 시료에는 적용이 제한된다. 또한 이산화탄소 센서 및 전용 배양 시스템 등 고가의 장비가 필요하여 일반 연구실 환경에서는 수행하기 어렵다. 따라서 연구실 환경에서는 이산화탄소 발생량 기반 표준법보다 필름 기반 무게 감소 분석법이 더 널리 사용되는 경향이 있다. 필름 기반 무게 감소 분석법은 일정 시간 간격으로 필름을 회수하여 세척·건조 후 무게 변화를 측정하는 방식으로, 장비 요구 조건이 단순하고 접근성이 높아 실제 연구 환경에서 가장 빈번히 활용된다. 그러나, 필름 시료는 두께, 표면 거칠기, 제조 편차 등의 요인에 따라 분해 속도가 달라질 수 있어 실험 간 재현성이 저하될 수 있다. 또한 회수·세척·건조 과정에서 시료 손실이 발생하면 실제 분해량과 측정값 간 불일치가 발생할 수 있다. 특히 표면적이 넓은 필름은 분해가 상대적으로 느리게 진행되어 분석 기간이 장기간에 걸리는 경향이 있으며, 분해 초기 단계에서 발생하는 미세한 질량 변화는 전자저울의 측정 한계 이하로 떨어져 검출이 어려울 수 있다. 더불어 무게 측정 기반 방식은 시료를 회수하여 측정해야 하므로 분해 반응의 실시간(real-time) 관찰이 불가능하다. 한편, 미세유체기술(microfluidic system)은 미세 규모 채널에서 유체 흐름을 정밀하게 제어하여 균일한 크기의 마이크로입자를 제조할 수 있어 소량 시료 기반의 분석에 유리하다. 그러나, 이를 생분해성 고분자의 정량적 분해도 평가에 직접적으로 활용한 기술은 충분히 확립되지 않았다. 특히 PBAT(poly(butylene adipate-co-terephthalate))와 같은 생분해성 고분자는 특정 파장에서 고유 형광(autofluorescence)을 나타내며, 분해가 진행될수록 형광 신호가 감소하는 특성이 있음이 알려져 있다. 이는 별도의 형광 표지 없이도 분해도를 관찰할 수 있다는 장점을 제공하지만, 이를 실시간·정량 분석 형태로 구현한 기술은 제한적인 실정이다. 그러나, 상기 선행기술들은 생분해성 고분자를 입자 단위로 분리·고정한 상태에서 광학적 신호를 이용하여 분해 진행을 실시간으로 정량 평가하는 구성을 개시하거나 시사하지 않는다. 따라서 기존 필름 기반 평가의 한계를 보완하고, 신속하면서도 재현성 높은 생분해성 고분자 분해도 평가 기술을 제공할 수 있는 새로운 플랫폼 개발이 요구되고 있다. 【선행기술문헌】 (특허문헌 0001) 대한민국 등록특허 제10-2025-0118887호 【발명의 내용】 【해결하고자 하는 과제】 본 발명은 기존 생분해도 평가법이 가지는 구조적 한계를 개선하여 생분해성 고분자의 분해도를 보다 정확하고 재현성 있게 정량 평가할 수 있는 기술을 마련하는 데 그 목적이 있다. 필름 기반 무게 감소 분석법은 시료 두께, 표면 거칠기, 제조 편차 등에 따라 분해 속도가 달라질 수 있어 실험 간 변동성이 커질 수 있다. 또한 필름을 회수하여 세척 및 건조하는 과정에서 시료 일부가 손실될 수 있어 실제 분해와 무관한 무게 변화가 측정값에 포함될 가능성이 존재한다. 이러한 요인들은 반복 실험의 수행을 어렵게 하여 재현성 확보에 한계를 초래한다. 더 나아가 분해 초기 단계에서 발생하는 미세한 질량 변화는 측정 장비의 한계로 인해 검출이 어렵고, 무게 측정 방식의 특성상 시료를 회수해야만 분석이 가능하므로 분해 반응의 시간적 진행 양상을 연속적으로 관찰하는 데 제약이 있다. 이와 같은 문제들은 전체 분석 기간을 장기화시키고, 생분해성 고분자의 분해도를 정량적으로 비교·평가하는 데 어려움을 야기한다. 따라서 생분해성 고분자의 분해 거동을 시간의 흐름에 따라 정량적으로 평가할 수 있는 새로운 분석 방법을 제공함으로써 기존 필름 기반 분석법의 한계를 극복하는 것이 본 발명의 기술적 과제이다. 【과제의 해결 수단】 본 발명은 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 생분해성 고분자를 입자 형태로 제공하고, 이를 분석 단위로 활용하여 분해 거동을 시간 경과에 따라 정량적으로 평가할 수 있는 기술을 제공한다. 일 실시형태에 따르면 생분해성 고분자를 용매에 용해한 분산상과 연속상 용액을 이용하여 액적 기반 공정을 통해 생분해성 고분자의 마이크로입자를 형성할 수 있다. 상기 액적 기반 공정은 미세유체 구조를 포함하는 장치를 이용하여 구현될 수 있으며 두 상의 유동 조건을 제어함으로써 비교적 균일한 크기의 입자를 제조할 수 있다. 형성된 액적은 용매의 제거 또는 고형화 과정을 거쳐 고체의 마이크로입자로 전환될 수 있다. 고형화된 마이크로입자는 분해 거동의 관찰 및 분석을 용이하게 하기 위하여 마이크로웰(microwell) 또는 동등한 기능을 갖는 구조체가 형성된 칩 상에 배치될 수 있다. 상기 구조체는 개별 입자의 위치를 고정하여 분해 반응 전후 및 반응 진행 중의 변화를 동일 위치에서 관찰할 수 있도록 한다. 상기 구조체는 마이크로웰 구조에 한정되지 않으며 입자의 위치를 개별적으로 구획, 고정 또는 추적할 수 있는 임의의 구조를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 분해도 분석 구성은 생분해성 고분자가 특정 파장에서 나타내는 고유 형광 신호를 이용하여 별도의 형광 표지 없이 분해 반응을 평가할 수 있도록 한다. 상기 형광 신호는 광학 관찰 장치를 통해 시간 경과에 따라 획득될 수 있으며 획득한 이미지는 배경 신호 보정, 관심 영역(ROI) 설정, 신호 정규화 등의 이미지 처리 과정을 거쳐 정량화될 수 있다. 이를 통해 분해 반응의 진행에 따른 형광 신호 변화가 계산될 수 있다. 상기와 같은 구성에 의하여 본 발명은 (1) 생분해성 고분자를 입자 형태로 제공하는 분석 구성, (2) 입자의 위치 고정을 위한 구조체 기반 분석 환경, (3) 고유 형광을 이용한 무표지(label-free) 분해도 평가 방식, (4) 광학적 신호를 기반으로 한 시간 경과에 따른 정량 분석 구성 을 포함하는 생분해도 평가 기술을 제공한다. 【발명의 효과】 본 발명에 따르면 미세유체기술을 이용하여 생분해성 고분자를 단분산 특성을 갖는 마이크로입자 형태로 제조할 수 있으며, 이에 따라 분해도 분석에 사용되는 시료 간 물리적 조건 차이가 최소화될 수 있다. 이러한 특성은 분해 반응의 진행 양상을 보다 일관된 조건 하에서 평가할 수 있도록 하여 분해도 정량 분석의 재현성과 신뢰성을 향상시키는 데 기여할 수 있다. 또한 본 발명은 마이크로입자를 칩 상의 미세 구조체에 개별적으로 고정하여 각 입자를 분해 반응 동안 독립적인 반응 단위로 유지할 수 있도록 하여 입자 간 공간적 간섭을 효과적으로 방지한다. 이에 따라 동일한 분해 조건 하에서 다수의 마이크로입자에 대한 병렬 분석이 가능하며 단일 시료 기반 분석에 비해 보다 높은 분석 효율을 제공할 수 있다. 아울러 본 발명은 생분해성 고분자가 분해 과정에서 나타내는 고유 형광 특성을 활용함으로써 별도의 형광 표지 물질을 사용하지 않고도 분해 반응의 진행 양상을 실시간으로 모니터링할 수 있다. 이러한 형광세기 기반 온칩 분석은 시료의 회수 또는 건조 과정 없이 분해 반응을 연속적으로 관찰할 수 있어 기존의 무게 변화 기반 분석 방법에서 발생할 수 있는 시료 손실 및 측정 변동 요인을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 분해 반응 초기 단계에서의 변화도 안정적으로 반영할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 미세유체 기반 분해도 정량 평가 플랫폼은 기존 필름 기반 분석 방법에 비해 적은 시료량으로도 분해 반응의 진행 양상을 효과적으로 반영할 수 있으며 생분해성 고분자의 분해 특성을 보다 정밀하고 효율적으로 평가할 수 있는 분석 수단을 제공할 수 있다.