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나노기술은 인류의 삶과 미래를 혁명적으로 바꿀 유망 기술로 손꼽히고 있다. 나노기술은 기존의 기술 분야(물리, 화학, 재료, 전자 등)들을 횡적으로 연결하는 등 학문간 경계가 없는 학제간 연구 분야로, 재료・전자・에너지・우주항공・의학 등 거의 모든 산업분야에 응용이 가능함에 따라 엄청난 다수확 농업, 환경 복원, 오염 없는 제조, 개인 우주선 등 혁신적 기술발전을 통해 높은 경제적 파급성을 보여줄 것으로 기대되고 있다. 나노기술은 디지털 기술 자체를 변화시킬 기반기술인 동시에 디지털 기술에 기반을 둔 GPT(general purpose technology, 종합목적기술)로서 제 6차 기술혁명을 주도할 핵심 기술로 주목받고 있다. IoT, 첨단로봇, 초고속 인터넷, 빅데이터, 자동화를 넘어선 자율화, 인공지능, 웨어러블 기기, 나노의학 등 세상을 바꿔놓을 산업들이 초고성능의 나노센서, 나노전자소자, 나노소재를 기반으로 하게 될 것이다.  

 현재 전 세계적으로 나노기술의 제품과 응용기술 개발이 활발하게 진행되고 있는 가운데, 각국은 선도적 역할을 선점하기 위해 나노기술 확보노력과 함께 다양한 산업화 프로그램을 전략적으로 실행하고 있다. 우리 정부도 나노기술의 글로벌 경쟁력을 확보를 위해 나노기술발전시행계획에 따라 2001년부터 현재까지 제반 산업 육성에 박차를 가하고 있다. 현 정부도 “2022년까지 바이오헬스 분야에 2조7000억원을 투자”하기로 하고, “42,000개 일자리를 창출하겠다.”는 목표를 밝혔다. 이는 모두 나노기술의 활약이 두드러지는 분야이다. 

 이에, 본원 R&D정보센터에서는 나노산업의 글로벌 경쟁력 강화에 도움이 되고자 관련 기관들의 분석 정보자료를 토대로 일목요연하게 정리하여 ｢나노소재 융･복합 응용기술 실태분석 -그래핀/스마트 나노센서/나노바이오｣을 발간하였다. 본서Ⅰ편에서는 국내외 나노산업 현황과 R&D동향, 나노물질 및 제품의 안전관리를 소개하였으며, Ⅱ편에서는 나노 융․복합 최신 응용기술 현황과 나노융합산업 통계를 수록하였고. Ⅲ편에서는 최근 중요한 나노물질 중 하나로 주목을 받고 있는 그래핀과, 다양한 산업에 응용되며 기존 제품의 가치를 획기적으로 증대시키는 스마트 나노센서, 인간의 건강과 쾌적한 삶의 구현을 돕는 나노바이오 기술 및 각 산업별 응용기술 연구동향을 수록하였다. 아무쪼록 본서가 학계 연구기관 및 관련 산업분야 종사자 여러분들에게 다소나마 유익한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다.

제 Ⅰ편  글로벌 나노산업 현황

제 1장 나노산업 현황

1. 국내 나노산업 현황

1) 국내 나노·소재 분야 주요 연구개발사업 및 중점 추진방향

(1) 2018년 나노기술발전시행계획

가. 비전

나. 목표

다. 추진전략

(a) 미래선도 나노기술 확보

(b) 혁신성장 나노산업화 확산

(c) 미래사회 변화 대응 나노기반 확충

(2) 주요 연구개발사업 및 중점 추진방향

가. 나노·소재기술개발사업

(a) 사업목적

(b) 중점 추진방향

나. 나노융합2020사업

(a) 사업목적

(b) 중점 추진방향

다. 미래소재디스커버리지원

(a) 사업목적

(b) 중점 추진방향

라. 글로벌프런티어사업

(a) 사업목적

(b) 중점 추진방향

(3) 국내 나노기술 현황 및 성과

가. 나노분야 정부 투자

나. 특허 건수 및 사업화

다. 기술개발

라. 주요 통계

(a) 한국의 나노기술분야 과학기술 발전 지표 성과

(b) 나노기술발전시행계획에 따른 정부 투자 현황

마. 주요국 나노기술 관련 동향

(a) 미국

(b) 일본

(c) EU

(d) 중국

2) 정부 R&D 투자방향 및 기준

(1) 소재·나노

가. 투자현황

(a) 정부R&D

(b) 민간R&D

나. 주요정책 및 사업

(a) 소재 분야

(b) 나노분야

다. 투자성과 및 평가

(a) 그동안의 성과

라. 기술동향 및 미래전망

(a) 소재분야

(b) 나노분야

마. ’19년도 투자방향

(a) 금속

(b) 세라믹

(c) 고분자‧화학‧섬유

(d) 탄소·나노 소재

(e) 나노소자 및 시스템

(f) 나노바이오·보건

(g) 나노기반

바. 투자효율화 방향

(a) 소재혁신 선도

(b) 시장지향형 연구환경 조성

(c) 인프라 활용 고도화

2. 나노기초연구 발전전략

1) 미래혁신을 위한 나노기술

(1) 개요

(2) 글로벌 나노기술 주요국의 기초연구 동향

가. 미국

나. 유럽연합

(3) 국내(나노기술) 기초연구 현황 분석

가. 2010-2015 나노기술, 나노기술 기초 및 세부 분과별 투자 현황

나. 미래 나노기술 30의 기초분야 예산 투자 분석

(a) 나노소자

(b) 나노바이오

(c) 나노 에너지 환경

(d) 나노소재

(e) 나노 공정측정장비

다. 나노 기초연구(미래 나노기술 30) 관련성과 분석

(a) 나노소자

(b) 나노바이오

(c) 나노 에너지 환경

(d) 나노소재

(e) 나노 공정측정장비

라. 주요 나노 기초연구(미래 나노기술 30) 관련성과 시계열 분석

(a) 나노소자 및 주요 기술 “신개념 나노물질·구조 활용 나노 전자소자”

(b) 나노바이오 및 주요기술 “지능형 나노예방·치료 기술”

(c) 나노 에너지 환경 및 주요기술 “저비용 고효율 고내구성 차세대 태양전지”

(d) 나노소재 및 주요기술 “탄소나노튜브 및 그래핀 기반 나노탄소소재”

(e) 나노 공정측정장비 및 주요기술 “초고분해능 고속 나노 측정·분석기술”

마. 연관분석

(a) 나노소자

(b) 나노바이오

(c) 나노 에너지 환경

(d) 나노소재

(e) 나노공정측정장비

(4) 나노기초연구 발전전략

가. 나노기술(NT) 전체 중 “미래 나노기술 30”의 기초분야 관련 예산증가 필요

나. 체계적인 지원을 통해 논문 영향력 지수 및/또는 실용화 지수 향상 필요

다. 연구개발 체계(파이프라인) 구축을 통한 개발된 기술의 효율적인 상용화 추진 필요

3. 제 4차 혁명 시대 나노 응용분야와 표준화 동향

1) 4차 혁명시대 나노기술

(1) 나노 제품 및 응용분야의 기술 동향

(2) 제 4 차 산업혁명 내 나노기술

가. 4차 산업혁명에서의 나노기술

(a) 융합기술에 나노기술 역할

(b) 산업기술에 나노기술의 역할

(c) 주요기술에 나노기술의 연관성

(d) 소사이어티 5.0에서의 나노기술

나. 4대 ICT 핵심기술

(a) 스마트센서(나노/바이오센서)

(b) 초저전력반도체

(c) 플렉서블‧3D 디스플레이

(d) 고효율전지

2) 나노기술 표준화 동향

4. 나노소재 동향

1) 나노기술과 나노소재의 시장 동향

(1) 개요

가. 나노기술의 정의 및 특징

나. 시장 동향

(2) 나노소재 유형별 시장 동향

(3) 나노소재 성분별 시장 동향

(4) 나노소재 응용 분야별 시장 동향

(5) 시사점

제 2장 글로벌 나노시장 및 R&D 동향

1. 글로벌 주요 동향 및 정책 동향

1) 주요 동향

(1) 해외 동향

가. 미국

(a) 연방 정부 개혁을 위한 백악관 계획에 과학기관 재조직 및 통합 포함

(b) FY19 세출법안: NSF I NIST

나. 유럽

(a) 생명과학 연구소 연합 EU-LlFE，저19차 프레임워크 Horizon Europe에 대한 의견 발표

다. 중국

(a) 중국과학원, 나노선행연구 전문프로젝트 연구성과 사업화 부문에서 중대성과 획득

라. 일본

(a) 경제산업성， 2018년판 에너지백서1) 각의결정

(b) 문부과학성 2018년 과학기술백서 발간

(2) 국내 주요 동향

가. 제3기 국가나노기술지도 수립(’18-’27)

나. 한-필리핀  과학기술 및 교통， 경제 분야 등 MOU 협정

2. 각국의 나노기술 R&D 동향

1) 미국

(1) 미국의 나노기술정책 추진체계

(2) 2015 NNI 예산

(3) 주요 영역별 미국의 나노기술정책 동향

가. R&D 정책

(a) 5대 NSI 주요 내용

(b) 제5차 NNI 평가보고서가 제시한 중점도전과제(Grand Challenges)의 특징

(c) 제5차 NNI 평가보고서가 제시한 중점도전과제(Grand Challenges)의 실례

나. 나노기술 상용화 정책

(a) SBIR STTR 프로그램

(b) NNI 2.0

다. 나노안전(EHS)

라. 인력양성 정책

마. 인프라(팹시설)

(4) 시사점

2) 독일

(1) 국가적 연구 지원

가. 독일 정부의 지원 활동

나. 독일 연방 교육 연구부(BMBF)의 지원 활동

다. 독일 나노기술 지원에 대한 전반적 개관

(2) 네트워킹 및 협력

가. 이프니츠 연구소 나노기술 네트워크

나. 프라운호퍼 NANOTECH

다. “Nano in Germany” 이니셔티브

라. 독일 나노기술 협회(Deutscher Verband Nanotechnologie e.V.)

(3) 국제적 활동(유럽 연합의 지원)

가. 제 7차, 8차 지원 프로그램을 통한 유럽연합의 나노기술 지원

(4) 시사점

3) 러시아

(1) 개요

(2) 러시아 나노기술정책 현황

가. 러시아 나노기술정책의 배경 및 발전과정

나. 러시아 나노기술정책의 현황 및 추진체계

(3) 2015년 나노산업 발전 프로그램

가. 프로그램 개요

나. 제1단계(2008~2011년) 사업성과

다. 제2단계(2012~2015년) 사업목표 및 예산

라. 나노기술 분야 연구개발 지원현황

(4) 로스나노 2020년 장기사업전략

가. 로스나노 활동 개요

(a) 나노산업 개발

(b) 나노기술투자재단 설립

나. 로스나노 사업목표 및 전망

다. 로스나노 주요성과

(5) 인프라⋅교육 프로그램 재단 2020년 장기사업전략

가. 인프라⋅교육 프로그램 재단 활동 개요

(a) 인프라 설립

(b) 나노기술 인력양성

(c) 나노기술제품 시장 형성

(d) 나노기술제품의 표준화 및 안전성 보장

나. 인프라⋅교육 프로그램 재단 사업목표 및 예산

다. 인프라⋅교육 프로그램 재단 주요성과

(6) 시사점

4) 중국

(1) 중국 나노 기술 연구개발 현황

가. 중국 나노 재료 산업 분야 중점 추진 과제

(a) 나노 재료 및 구조 관련 기초연구 및 응용연구

(b) 나노 가공 방법, 검출 및 표준 관련 응용연구

(c) 나노 정보 디바이스 및 통합 관련 응용연구

(d) 나노 바이오 및 의약 관련 응용연구

(e) 나노 환경 재료 및 기술 관련 응용연구

(f) 에너지 나노 재료 및 기술 관련 응용연구

(2) 중국 나노기술 분야의 전방위 발전 현황

가. 차세대 기반기술로 기술변혁과 산업업그레이드의 중요 원천

나. 양적, 질적 비약적 발전 속도

(3) 정책적 시사점

5) 한국

(1) 국내 융합연구 정책

가. 창조경제 실현을 위한 융합기술 발전전략

나. 시사점

(2) 나노물질 등 신물질의 인체·환경 안전성 확보 필요

가. 사회적 현황

나. 경제적 손실

다. 정책적 수요

라. 기술적 해결 대안

(3) 나노기술 기관 현황

가. 정부출연 연구기관

(a) 연구조직

(b) 연구인력

(c) 연구분야

(d) 산업분야

(e) 지역별 분포

(f) 정부출연 연구기관 리스트

나. 대학/대학원 학과

다. 대학 연구실

라. 정책 지원 및 인프라 관련 기관

(4) 나노융합산업 R&D 투자

가. 산업추이

나. 기업 현황

다. 매출

라. 고용

마. 연구개발

3. 2017년 유럽연합 나노기술 정책

1) 나노기술정책을 중심으로 한 Horizon 2020

(1) 개요

(2) Horizon 2020 프로그램의 이해

2) 나노기술, 첨단소재, 바이오기술 및 첨단생산과 공정 과제(NMPB)의 실행 현황

(1) Horizon 2020 2016/17 워크프로그램 중 NMBP 소개

3) 기타 프레임을 통한 나노과학기술 연구개발 지원사업

(1) 전자소자(Electronics) 분야 (ICT)- DG CNECT

가. 세부도전과제

나. 범위

(a) 연구 및 혁신 활동

(b) 혁신 활동

(c) 조정 및 지원활동

다. 예상 영향

(a) 연구 및 혁신 활동

(b) 혁신 활동

(c) 조정 및 지원활동

라. 작업의 종류

(2) 크로스 커팅 활동 (집중 분야)

가. 파일럿 (PILOTS)

나. 미래의 공장(Factories of The Future, FoF)

다. 생태친화적인 공정 산업 (Sustainable Process Industries SPIRE)

(3) 상업화로 가는 지름길 파일럿 (Fast Track to Innovation - FTI)

가. 프로그램 소개

(a) 구체적 목표

(b) FTI 파일럿 펀딩 지원 요건

(c) 예산 및 시행계획

나. 2016년 과제 실행 과정

(4) 중소기업의 혁신 (Innovation in SME)

가. 프로그램 소개

(a) SMEInst-02-2016-2017: 중소기업의 나노기술 첨단기술, 첨단 제조 및 공정 활용 강화

(b) SMEInst-03-2016-2017: 바이오기술 중소기업의 실험실과 시장간 갭을 줄이기 위한 지원

(5) 청색성장

가. 프로그램 소개

(a) BG-05-2016: 해양기술에 관한 ERA-NET Cofund

나. 2016년 과제 실행 과정

(4)시사점

제 3장 나노물질 및 제품의 안전관리

1. 나노제품 유통 및 안전성

1) 나노물질의 정의 및 특징

(1) 정의

가. 나노의 정의

나. 나노물질의 정의

(a) 국내

(b) 유럽연합

(c) 미국

다. 나노물질의 제조

라. 나노물질의 종류 및 특성

(a) 나노물질의 일반적 특성

(b) 나노물질의 종류 및 활용도

(2) 나노기술 현황

가. 나노기술의 정의 및 특징

(a) 나노기술의 정의

(b) 나노기술 분야

(c) 나노기술의 특징

나. 나노기술 관련 국내외 정책 동향

(3) 나노산업 현황

가. 나노산업의 정의

나. 나노융합산업 현황

2) 나노 관련 국내외 안전규제 현황

(1) 나노물질의 안전성

가. 나노입자의 인체 내 이동성에 대한 연구 결과

(a) Kreyling 등, 2002

(b) Elder 등, 2006

(c) 유럽 소비자제품 과학위원회, ‘화장품용 나노재료의 안전성 평가 보고서’, 2007

(d) Nurkiewica et al., 2008

(e) Jain ae al., 2011

(f) ACS Nano Journal, 2017

나. 나노입자의 부위별 독성에 대한 연구 결과

다. 나노물질별 독성에 대한 연구 결과

(2) 주요국 나노물질 안전규제 현황

가. 국제적 동향

나. 유럽연합(EU) 

(a) 식품 규제

(b) 화장품 규제

(c) 기타 규제

다. 미국

(a) 식품 및 화장품 규제

(b) 기타 규제

라. 기타 국가

(a) 프랑스

(b) 뉴질랜드

마. 국내

(a) 식품 규제

(b) 화장품 규제

(c) 화학물질 규제

3) 나노제품 유통실태

(1) PEN에 등록된 나노기반 소비자 제품 현황 분석

가. 전체 현황

(a) 나노기술 적용 제품 매년 증가

(b) 보건 및 건강 관련 제품이 다수

(c) 화장품 및 식품 관련 나노기술 적용 제품의 증가

나. 주요 생산국과 나노물질 현황

(2) 국내 유통실태 조사 결과

가. 조사방법 개요

나. 오픈마켓 나노제품 판매 현황

(a) 약 4만~6만여개의 “나노” 제품 판매

(b) 오픈마켓 식품 유통현황

(c) 오픈마켓 화장품 유통현황

(d) 나노식품 및 화장품 안전성평가자료 구비 및 표시 여부

다. 대형마트 나노제품 판매 현황

(a) 유아용품 및 스포츠용품이 상당수를 차지

(b) 나노 관련 식품 및 화장품 판매비중은 상대적으로 낮아

(c) 다수 제품은 “작다”라는 의미로 “나노” 용어를 남용

4) 문제점 및 개선방안

(1) 유통 중인 나노제품에 대한 인벤토리 구축

가. 문제점

나. 개선방안

(2) 나노 제품(화장품 및 식품) 안전성 평가 강화

가. 문제점

나. 개선방안

(3) 나노제품(화장품 및 식품) 표시제도 도입

가. 문제점

나. 개선 방안

2. 나노기술응용식품의 국가별 관리제도 현황

1) 유럽연합

(1) 개요

가. 나노물질에 대한 정의 및 관련 규정

(a) 일반적 정의

(b) 특정물질에 대한 정의

나. 나노식품 규제 현황

(a) 식품

(b) 식품첨가물

(c) 식품접촉물질

다. 나노식품 안전성 평가 방법

(a) 근거법령 및 조직

(b) 평가 대상 및 절차

(c) 평가 항목

(d) 분석방법

라. 나노식품의 표시제도 현황 및 관련 규정

(a) 근거 법령

(b) 표시 방법

마. 나노식품 연구 현황

2) 영국

(1) 개요

가. 나노물질에 대한 정의 및 관련 규정

(a) 나노물질의 정의

(b) 나노물질 관련 규정

나. 나노식품 규제 현황

(a) 근거법령 및 조직

(b) 규제 현황

다. 나노식품 안전성 평가 방법

(a) 나노물질 평가 절차

(b) 영국의 신규 식품 기술 평가 절차

라. 나노식품의 표시제도 현황 및 관련 규정14)

(a) 근거법령

마. 나노식품 연구 현황

(a) 소비자 안전 및 규제 영향 관련 평가

(b) 체내 및 체외 연구

(c) 나노입자 탐지 및 특징화 방법 연구

3) 독일

(1) 개요

가. 나노물질에 대한 정의 및 관련 규정

(2) 나노식품 규제 현황

가. 근거 법령 및 조직

(a) 근거법령

(b) 조직

나. 식품 분야에서의 규제 현황

(a) 식품 및 식품첨가물

(b) 식품접촉물질

(3) 나노식품 안전성 평가 방법 및 나노식품의 표시제도 현황

가. 나노식품 안전성 평가 방법

나. 나노식품의 표시제도 현황 및 관련 규정

(4) 나노식품 연구 현황

가. 개요

나. 나노기술에 관한 액션플랜

(a) 나노물질의 건강 리스크 관련 연구

(b) 나노기술에 대한 국민 인식 조사

4) 미국

(1) 개요

가. 나노에 관한 정의

나. 미국의 나노기술연구

(a) 나노기술연구 추진배경

(b) 나노기술연구 추진체계

(c) 나노기술연구사업의 비전과 목표, 연구사업

(d) 나노기술연구사업 예산

(2) 나노식품 규제 현황

가. 근거법령

나. 조직

다. 나노기술 응용식품 허가 현황

(a) 참고 : 유기농인증식품의 나노기술이용에 관한 정책지침

(3) 나노식품 안전성 평가 방법

가. 평가 대상 및 항목

(a) 평가 대상

(b) 평가 항목

(c) 참고 : 제조공정 변경에 따른 규제 현황

나. 평가 절차 및 내용

다. 나노식품의 표시제도 현황 및 관련 규정

(5) 나노식품 연구 현황

가. 식품의약품청(FDA)의 연구 현황

나. 농식품연구소(NIFA)의 연구 현황

5) 캐나다

(1) 나노물질 규제 현황

가. 나노물질에 대한 정의 및 관련 규정

(a) 나노물질 작업정의의 배경

(b) 나노물질 작업정의

나. 나노규제 체계 개요

(a) 현행 법규 체계로 관리

(b) 나노 등 화학물질 관리: 법령 및 조직 등

다. 신규 성분 관리: 신규 성분 프로그램(New Substances Program)

(a) 신규 성분 대상

(b) 신규 나노물질

(c) 신고 및 평가자료 제출

(d) 나노 등 신규 화학물질의 위해평가

(e) 나노물질의 평가

(f) 신규 성분의 위해평가: 생태평가

(g) 신규 성분의 위해평가: 인체건강 평가

라. 기존 성분 관리: 국내성분목록 중 나노크기 형태 성분의 우선순위(안)

(a) 기존 성분 중 나노크기 형태 검토

마. 기타 나노물질 관리 노력: 캐나다-미국 규제협력이사회(RCC) 나노기술 이니셔티브

(2) 나노식품 규제 현황

가. 나노 화학물질 및 식품 규제 적용

나. 나노식품 관리조직 및 사용 현황

(3) 나노식품 안전성 평가 방법

가. 개요

(a) 나노식품 위해평가

(b) 근거법령 및 조직

(c) 보건부의 나노물질 추가 평가항목

(4) 나노식품의 표시제도 현황 및 관련 규정

(5) 나노식품 연구 현황

가. 캐나다 보건부

나. 캐나다 국립 나노기술연구소(NINT)

6) 대만

(1) 개요 : 나노물질에 대한 정의 및 관련 규정

가. 정의

나. 관련 규정

(2) 나노식품 규제 현황

가. 나노식품 관련 규정

나. 나노물질이 함유된 식품용 기구 및 용기 포장 관련 규정

(3) 나노식품의 안전성 평가 방법

가. 근거 법령 및 조직

나. 평가 대상 및 절차

다. 평가 항목

(a) 나노식품의 안전성 평가에 필요한 제출 자료

(b) 나노물질이 함유된 식품용 기구 및 용기 포장 판정 자료 신청 시 필요한 자료

라. 분석방법

(a) 나노식품의 독성 안전성 평가

(b) 나노물질이 함유된 식품용 기구 및 용기 포장의 독성 안전성 평가

(4) 나노식품의 표시제도 현황 및 관련 규정

가. 나노마크 검증제도 : 경제부 공업국

나. 나노마크 검증제도 : 나노기술산업발전협회

(5) 나노식품 연구 현황

가. 나노물질이 함유된 식품용 기구 및 용기 포장 판정을 위한 제출 자료

(a) 기본 자료

(b) 기타 주무기관 심사 승인 자료

(c) 물리화학 특성

(d) 생산제조 과정

(e) 용도

(f) 미생물 특성

(g) 해외 승인 현황

(h) 독성학 자료

(i) 식품 접촉 시 용출 또는 이행 테스트

7) 일본

(1) 개요

가. 정의

나. 나노물질에 대한 규제

(2) 나노식품 규제 현황

(3) 나노식품 안전성 평가 방법

(4) 나노식품의 표시제도 현황 및 관련 규정

(5) 나노식품 연구 현황

가. 후생노동성

나. 농림수산성 ‘식품나노기술 프로젝트’ (2007년~2012년3월)

다. 식품안전위원회

라. 도쿄도(도쿄도 건강안전연구센터)

제 Ⅱ편  나노융복합 산업

제 1장 나노융복합 최신 응용기술 개발 동향

1 산업용 나노소재의 제조와 분산·응집 기술 동향

1) 나노기술 및 나노소재의 정의 및 분류

(1) 개요

가. 나노기술 및 나노소재의 정의

나. 나노소재의 분류

다. 주요 나노소재 및 그 응용 분야

(2) 금속산화물 나노입자의 합성

가. 금속산화물 나노입자의 합성법의 분류 및 일반 특성

나. 금속산화물 나노입자 합성법의 개별 특성

(3) 금속산화물 나노입자의 표면개질

가. 금속산화물 나노입자의 응집 및 분산 안정화

나. 금속산화물 나노입자의 표면개질

다. 금속산화물 나노입자용 표면개질제

2) 실리카 나노입자의 합성, 표면개질, 분산기술 개발 동향

(1) 개요

(2) 실리카 나노입자의 합성

가. 불꽃 열분해법

나. 졸-겔법

다. 역 마이크로에멀션법

(3) 실리카 나노입자의 표면개질

가. 실란커플링제 처리

나. 고분자 그래프팅

다. 실리카 나노입자 표면개질의 최근 연구 동향

라. 실리카계 유기-무기 하이브리드의 제조

(a) 혼합법

(b) 동시중합법

마. 실리카계 유기-무기 하이브리드의 응용

(a)  긁힘 방지 하드코팅

(b)  발수코팅

(c) 금속 부식방지 코팅

(d) 반사방지 코팅

(e) 형광코팅

(f) 분리막

(g) 기타

(4) 기술개발 전략 및 시사점

가. 기술개발 전략

나. 시사점

2. 2차원 나노소재의 합성 및 대면적 성장 기술

1) 2차원 나노소재의 합성

(1) 개요

2) 2차원 층상형 나노소재(2D layered materials) 합성 및 대면적 성장 기술

(1) 하향식의 기계적 박리법 및 액상 박리법

(2) 상향식의 화학기상증착법(chemical vapor deposition, CVD)

가. 그래핀(graphene)

나. 육방정계 질화붕소(hexagonal boron nitride, h-BN)

다. 전이금속 칼코젠화합물(transition metal dichalcogenides, TMDs)

(a) 분말 전구체 활용

(b) 전이금속(M) 박막 활용

(c) 기상 전구체 활용

3) 2차원 비층상형 나노소재(2D non-layered materials) 합성 및 성장 기술

(1) Dry methods

(2) Wet chemistry methods

4) 시사점

3. 마이크로, 나노 스케일 구조체 응용기술

1) 메탈릭글래스의 미세 구조체 제작기술 및 응용

(1) 메탈릭글래스의 특성

가. 열가소성형(TPF)을 이용한 나노-마이크로스케일 메탈릭글래스 가공

나. 진공 박막 증착 기반의 이용한 미세 메탈릭글래스 가공

(2) 그래핀 기반 나노유체채널 제작 방법 및 응용 연구

가. 나노유체채널의 특성

(a) 나노유체채널의 특성

나. 다양한 나노채널 공정법

(a) Bulk nanomachining and wafer bonding

(b) 희생층을 이용하는 “Surface nanomachining” 기술

(c) Buried channel technology

(d) Nano imprint lithography

(e) 탄소나노튜브를 이용한 나노채널 공정법

다. 그래핀을 이용한 나노채널 제작 및 응용 연구

(3) 나노소재 및 구조 기반 스위치

가. 1차원 나노소재 및 구조 기반 기전 스위치

나. 2차원 나노소재 기반 기전 스위치

다. 나노소재 및 구조 기반 기전 스위치의 도전 과제 및 전망

(4) 3차원 나노탄소 에어로젤 합성 및 응용

가. 유기젤 기반 탄소 에어로젤

나. 탄소나노튜브 기반 나노탄소 에어로젤

다. 그래핀 기반 나노탄소 에어로젤

라. 3차원 나노탄소 에어로젤의 응용

(5) 인지질 기반 나노 복합 구조 합성 및 응용

가. 나노 소재와 인지질 이중층의 복합 구조 합성

(a) 1차원 나노소재와 인지질 구조 어셈블리

(b) 2차원 나노소재와 인지질 구조합성

(c) 인지질-나노 복합 구조를 응용한 바이오일렉트로닉스

4. 탄소나노소재 합성 및 응용

1) 탄소나노소재 합성 및 평가

(1) 탄소나노튜브 합성

(2) 그래핀 합성

(3) 탄소나노소재 특성 평가

2) 2차원 금속칼코겐박막 대면적합성 및 응용

(1) 이황화몰리브데눔(MoS2), 메탈칼코겐 등 2차원 물질 주목

가. 고체 금속전구체와 고체 황을 이용한 합성법

나. 고체 금속전구체와 기체 황을 이용한 방법

다. 원자층증착법에 의한 합성법

라. 용액기반 전구체의 어닐링법

마. 화학증기증착법으로 합성된 2차원 금속 칼코겐의 응용

3) 2차원 탄소나노소재의 응용

(1) 그래핀 기판 음향 소자

가. 열음향 기반 그래핀 음향 소자

나. 정전기력 이용 그래핀 음향 소자

(2) 그래핀 기반 NEMS 스위치

(3) 그래핀 기반 액추에이터

4) 금속나노물질의 합성과 유연전기소자 응용

(1) 금속 나노와이어 합성

(2) 금속 나노입자 합성

(3) 유연전기소자에의 응용

5) 탄소나노튜브-나노와이어 3차원 혼성 구조 형성 및 응용

(1) 탄소나노튜브-나노와이어 혼성구조의 형성 및 평가

(2) 탄소나노튜브-나노와이어 혼성구조의 특성 평가 및 응용

5. 차세대 복합재료기술

1) 구조용 멀티스케일 복합재료 개발을 위한 공정 기술

(1) 개요

(2) 전기 영동법을 이용한 탄소나노소재 강화 하이브리드 복합재료 제조

가. CNT/탄소섬유 하이브리드 복합재료

나. Cathodic EPD에 의한 구리/탄소나노입자 하이브리드 복합재료

다. Thermal 증착/EPD에 의한 구리/CNT 나노 판상 복합재료

라. CNT/CNF 하이브리드 복합재료

마. CNT 플라즈마 표면처리를 통한 관능기 부여

(3) Calendering 공정을 통한 CNT 분산 레진 필름 제조 및 복합재료 특성 평가

가. B-stage 레진 필름의 CNT 분산도 평가

나. B-stage 레진 필름 제조 공정 최적화 연구

다. MWCNT 형상비에 따른 나노복합재료 분산 및 물성 평가

라. RFI 공정을 이용한 CNT-탄소섬유 복합재료 제조 및 특성 평가

(4) 시사점

2) 산화그래핀탄소나노튜브 나노복합박막 기반 레이저 탈착이온화 질량분석 기술

(1) 개요

(2) 산화그래핀/탄소나노튜브 복합박막을 활용한 레이저 탈착/이온화 질량분석법

3) 초고도 열전도 특성을 가진 흑연/알루미늄 적층박막 복합 재료

(1) 흑연/알루미늄 적층박막 복합 재료

가. 적층박막 복합 재료 제조 절차

(2) 결과 및 고찰

가. 흑연/알루미늄 적층박막 복합 재료 계면

나. 흑연필름 양과 복합 재료 미세 조직과 열적 특성

다. 다른 탄소/알루미늄 복합 재료와 특성 비교

라. 결론

(3) 시사점

4) 그래핀 기반 수소저장체 개발 동향

(1) 개요

(2) 그래핀 기반 물질을 이용한 수소저장 연구 동향

가. 순수 그래핀의 수소저장

나. 순수 그래핀 산화물을 이용한 수소저장

다. 기둥을 갖는 그래핀 산화물의 수소저장

라. 금속 나노입자가 도핑된 그래핀 산화물의 수소저장

제 2장 나노융합산업 통계

1. 나노융합산업 조사

1) 나노융합산업 일반 현황

(1) 개요

가. 조사배경

나. 조사근거

다. 조사기간

라. 조사대상

마. 조사방법

바. 조사항목

(2) 주요지표

가. 최근 주요 지표변화

나. 제조업 내 나노융합산업의 위상

(3) 기업현황

가. 설립연도별 기업 현황

나. 분야별 기업 현황

다. 지역별 기업 현황

(4) 매출액 현황

가. 분야별 매출액 현황

나. 기업 규모별 매출액 현황

다. 지역별 매출액 현황

(5) 연구개발 현황

가. 연구개발투자 현황

나. 연구개발 추진방법

(6) 인력 현황

가. 고용 현황

(7) 사업화 현황

가. 기업 내 나노융합제품의 중요성

나. 매출액 상위 10대 제품(군)

(8) 나노융합기업들의 투자활동 현황

가. 설비투자와 R&D투자 비중

나. 투자재원 조달

2) 기초통계표

(1) 사업체 일반현황

가. 응답업체 개요

나. 소재지별 분포

다. 설립연도별 분포

라. 기업 규모별 분포

마. 자본금 규모별 분포

(2) 생산 및 거래구조

나. 거래구조

다. 수출

라. 수입

마. 자산

바. 나노산업의 중요성

사. 나노융합제품의 활용산업 현황

아. 나노융합제품의 원·부자재 구매 현황

(3) 투자현황

가. 투자

(4) 연구개발 현황

(5) 매출 규모별 현황

(6) 기업 규모별 현황

3) 나노융합산업 분류체계

제 Ⅲ편  나노소재별 기술동향과 응용사례

제 1장 그래핀

1. 그래핀계 나노소재 동향

1) 현황

(1) 개요

가. 정의 및 필요성

나. 범위 및 분류

(a) 제품분류 관점

(b) 공급망 관점

(2) 외부환경 분석

가. 산업환경 분석

(a) 산업의 특징

(b) 산업의 구조

나. 시장환경 분석

(a) 세계시장

(b) 국내시장

(c) 무역현황

다. 기술환경 분석

(3) 기업 분석

가. 주요 기업 비교

(a) 국내 중소기업 사례

나. 주요 기업 기술개발 동향

(a) 해외업체동향

(b) 국내업체동향

(4) 기술개발 현황

가. 기술개발 이슈

나. 특허동향 분석

(a) 그래핀계 나노소재 특허상 주요 기술

(b) 세부 분야별 특허동향

(c) 그래핀계 나노소재 분야의 주요 경쟁기술 및 공백기술

(d) 최신 국내 특허기술 동향

(e) 중소기업  특허전략  수립  방향  및  시사점

(5) 연구개발네트워크

가. 연구개발 기관/자원

(a) 연구개발 기관

(b) 연구개발 자원

(6) 기술로드맵 기획

가. 중소기업 핵심요소기술

(a) 데이터 기반 요소기술 발굴

(b) 요소기술 도출

나. 그래핀계 나노소재 기술로드맵

다. 연구개발 목표 설정

2. 2차원소재 그래핀

1) 현황

(1) 개요

가. 2차원소재 정의 및 분류

나. 2차원소재의 개념 및 특징

(a) 그래핀

(b) 전이금속 칼코겐화합물

(c) 흑린

(d) 육방정계 질화붕소

2) 기술동향

(1) 고품질･대면적 소재 제작 연구

(2) 기초단계의 소재 적용연구

가. 디스플레이

나. 광소자

다. 센서 및 필터

라. 배터리

마. 초경량･초강력 소재

바. 바이오

3) 산업동향

4) 정책동향

(1) 국가별 그래핀 연구개발을 추진 동향

가. 중국

나. EU

다. 영국

라. 일본

마. 미국

바. 한국 

5) R&D 투자동향

3. 응용기술 연구 동향

1) 그래핀 기반 폴리이미드 복합재의 기계적 물성

(1) 개요

(2) 그래핀 기능화

(3) 그래핀/고분자 복합재료

가. 기능화된 그래핀 충전 PI 복합재료

나. 삼성분계 PI 복합재료

2) 환원 산화 그래핀 이용 계면제어가 다결정 SnSe의 열전 수송특성에 미치는 효과

(1) 개요

(2) SnSe-RGO 복합체 제조방법

(3) 결과 및 시사점

3) 기능기화 된 그래핀 나노플레이틀릿이 첨가 된 탄소섬유 강화 고분자 복합소재의 제조 및 기계적 특성 연구

(1) 개요

가. 그래핀 이용 나노복합소재 제조를 위한 핵심 해결 과제

나. 문제점을 해결을 위한 핵심 기술, 그래핀의 기능기화 방법

(2) 실험 방법

가. 재료

나. 그래핀 나노플레이틀릿의 기능기화 방법

다. 그래핀 나노플레이틀릿/에폭시 나노복합수지 제조 방법

라. 탄소섬유/그래핀 나노플레이틀릿/에폭시 나노복합소재 제조 방법

마. 특성 평가 방법

(3) 결과 및 고찰

가. 기능기화 된 그래핀 나노플레이틀릿의 분광학적 특성 분석

나. 탄소섬유/그래핀 나노플레이틀릿/에폭시 나노복합소재의 기계적 물성 분석

다. 탄소섬유/그래핀 나노플레이틀릿/에폭시 나노복합소재의 분산특성 분석

4) 그래핀/WPU 복합체 코팅 면적에 따른 전기 발열 텍스타일의 특성에 관한 연구

(1) 개요

(2) 실험

가. 재료

나. 그래핀/WPU 복합 용액의 제조

다. 그래핀/WPU 복합체 코팅 직물의 제조

라. 특성 분석

(a) 표면 특성

(b) 전기적 특성

(c) 전기발열 특성

(3) 결과 및 고찰

가. 그래핀/WPU 복합체 코팅 직물의 표면특성

나. 그래핀/WPU 복합체 코팅 직물의 표면저항특성

다. 그래핀/WPU 복합체 코팅 직물의 전기발열특성

(4) 결론

제 2장 스마트 나노센서

1. 스마트 나노센서

1) 스마트 나노센서 산업동향

(1) 4차산업혁명 기반기술 및 스마트센서 산업 동향

가. 4차산업혁명 기반기술 스마트 센서

나. 스마트센서의 가치사슬

다. 스마트나노센서의 산업적 특성

라. 급성장하는 IoT시장에 비해 극히 낮은 국내기업의 센서 시장 점유율

(2) 스마트나노센서 기술 추세 및 니즈

가. NT, IT융합을 통한 스마트화(지능화)

나. 초소형, 저전력, 투명·유연화를 위한 나노기술 니즈

(3) 국내외 스마트나노센서 기술 동향

가. 스마트나노센서의 정의 및 종류

나. 국내 스마트나노센서 기술 동향

(a) 재료연구소

(b) 울산과학기술원(UNIST)

(c) 한국전자통신연구원(ETRI)

(d) KAIST, KIST

(e) (주)나노람다코리아, 나노종합기술원

다. 국외 스마트나노센서 기술 동향

(a) Princeton과 California-Berkeley 대학의 연구원

(b) 미국 NASA AMES연구소

(3) 스마트나노센서 응용

가. 모바일 및 웨어러블 응용분야

나. 자율주행자동차 응용분야

다. 바이오 응용분야

(a) 특정 염기서열의 DNA가 코팅된 금 나노입자(지름~13 nm) 구조체(용액)를 이용한 진단 기술

(b) 나노선 기반 트랜지스터를 이용한 나노바이오센서 개발 기술

(c) 탄소나노튜브를 전기·화학적 바이오센서의 신호분석기로 활용

(5) 시사점

2. 나노바이오센서 시장 및 기술 동향

1) 나노바이오센서 기술 개요

(1) 기술의 특징

가. 나노바이오센서의 정의

나. 나노바이오센서의 특징

다. 나노바이오센서의 활용 분야

라. 나노바이오센서의 종류

(a) 광학 기반

(b) 나노전도체 기반

(c) 나노구조체 기반

(d) 액상 기반

마. 차세대 나노바이오센서의 요구조건

(a) 민감도·특이도 향상

(b) 다중화 측정

(c) 단순·저가 측정

(2) 국내외 정책동향

가. 해외 정책 동향

(a) 나노바이오기술 정책 동향

(b) 시사점

나. 국내 정책 동향

(a) 정부의 과학기술 관련 정책

(b) 정부의 나노바이오기술 정책

(c) 정부 R&D 투자 동향

(d) 정부 R&D 추진 전략

(e) 시사점

(3) 나노바이오센서 연구개발 동향

가. 해외 기술개발 동향

(a) 미국

(b) EU

(c) 일본

(d) 기술개발 주요 이슈

(e) 시사점

나. 국내 기술개발 동향

(a) 기술개발 현황

(b) 선도기관

다. 국․내외 특허 현황

(a) 나노바이오센서 특허 현황

(4) 나노바이오센서 시장동향

가. 산업화 현황

(a) 나노바이오센서 산업

(b) 나노바이오센서 해외산업화 현황

(c) 나노바이오센서 국내산업화 현황

나. 시장 확대 전망

(a) 나노바이오센서 시장 확대 전망

다. 나노바이오센서 시장 확대 저해 요인

(5) 나노바이오센서 발전 전망

가. 세계시장 발전 전망

(a) 나노바이오센서 세계시장 발전 전망

나. 국내 기술과 시장 전략

(a) 나노바이오센서 기술/시장 전략

3. 응용기술 연구 동향

1) 유기 트랜지스터 기반 유연/신축성 센서

(1) 외부 자극 종류에 따른 센서별 메커니즘

가. 화학/바이오센서

나. 광센서

다. 압력센서

2) 종이를 사용한 바이오센서

(1) 종이를 사용한 바이오센서

가. 다양한 생체물질을 기반으로 하는 바이오센서

나. 나노기술의 결합으로 더욱 지능적으로 진화

다. 용도와 니즈에 맞는 바이오센서 개발요구 증대

라. 종이 바이오센서의 출현

마. 압축된 증이채널 활용한 로터리방식의 바이오센서

제 3장 나노바이오

1. 바이오인터페이스 기술

1) 개요

(1) 정의 및 특징

가. 정의

나. 특징

(2) 바이오인터페이스 기술의 대표적 분야

가. 나노바이오 진단 기술

나. 나노 약물전달 기술

다. 나노바이오 테라노시스 기술

라. 나노바이오 생체영상 기술

마. 나노 재생의학 기술

바. 전주기 통합형 진단 플랫폼 기술

사. 개인 맞춤형 나노진단 기술

(3) 시사점

2. 암 진단·치료용 나노기술

1) 암 진단·치료용 생체적합성 나노소재

(1) 탄소나노입자를 이용한 암 진단·치료 기술

가. 개요

(2) 탄소, 실리콘 등 의료용 나노소재 연구

가. 탄소나노입자의 합성과 물성

나. 탄소나노입자 기반 암 진단 기술

다. 탄소나노입자 기반 암 치료 기술

(3) 시사점

2) 암 치료용 나노약물(nanomedicine)

(1) 개요

(2) 나노약물 체계의 현주소

(3) 진단용 나노약물의  Enhanced permeability and retention (EPR) effect

(4) 암 조직으로의 약물 전달 효율 증대 방안

가. 나노입자-단백질  상호작용

나. 혈류 순환(blood circulation)

다. 암미세조직(Tumor microenvironment, TME) 근처에서 나노입자의 혈관외 유출

라. 암조직 투과(Tumor penetration)

마. 세포 내입 및 세포 내 전달과정

바. 항암약물의 조절 유출(controlled drug release)

(5) 암 미세조직(Tumor microenvironment, TME)과 전이형 암 전단계를 표지

가. 암조직 혈관계(tumor vasculature)

나. 간질 세포(stromal cells)

다. 전이형 암 미세환경(metastatic microenvironment)

(6) 의료 상용화 단계에서의 도전 과제

가. 조절 및 재현가능한 합성

나. 진단 및 선별단계

다. 대량 생산과정

(7) 시사점

3. 피부과학 나노바이오 콜로이드 개발 동향

1) 피부미용을 위한 융복합 연구

(1) 개요

(2) 나노에멀젼 복합유체

가. 절대 유화력 발휘 나노에멀젼 제조

나. 액적-액적 상호작용 제어

(3) 회합형 나노입자의 자기회합

가. 회합형 나노입자 합성 및 레올로지 거동

나. 회합형 나노입자 기반 피커링 에멀젼 유체

(4) 지능형 피부과학 나노유체

가. 셀룰로오즈 나노유체 합성

나. 셀룰로오즈 나노유체의 가역적 졸-젤 전이

다. 경피흡수증진 나노유체

4. 나노에멀션의 DDS 응용 최신동향

1) 나노에멀션 기술

(1) 개요

(2) 나노에멀션

가. 나노에멀션의 유형

나. 나노에멀션의 조성

(a) 오일/지질

(b) 계면활성제

(c) 보존제, 항산화제, chemoprotectants

다. 나노에멀션의 제조방법

(a) 분산방울 크기조절의 물리화학

(b) 고 에너지 유화 법

(c) 저 에너지 유화 법

(3) 나노에멀션의 약물 방출속도

(4) 나노에멀션의 in-vitro 구조결정

(5) 나노에멀션의 안정성

가. 나노에멀션 방울의 뭉침 현상

나. Ostwald ripening(OR)과 Coalescence

다. 나노에멀션과 수화겔의 융합

(6) 나노에멀션의 체내 이동경로 및 흡수

가. 구강 투여 후

나. 정맥 주사 후

(7) 나노에멀션의 DDS 응용

가. 정맥주사용

나. 구강투여용

다. 국소전달용

라. 안구 및 폐 경유 전달

마. 코 점막 경유 전달

(8) 나노에멀션 제제의 시장출시 및 임상파이프라인 현황

5. 생체재료 나노표면개질

1) 인체이식 생체재료 나노표면개질 기술 발전전망

(1) 인체이식 소재 나노공정 기술

가. 인체이식용생체재료

나. 생체적합성 나노표면개질 기술

다. 나노표면개질 공정기술

(2) 인체이식 소재 개발 환경변화

가. 생체재료 패러다임 전환

나. 생체재료 패러다임 전환

다. 나노측정기술과 나노가공기술의 발전

라. 의료용 장비 적용 및 상용화 난제

(3) 인체이식 소재 개발 기술동향

가. 치과용 임플란트 표면거칠기와 생체적합성

나. 후발백내장 방지를 위한 인공수정체 나노패턴

(4) 인체이식 소재 개발 산업동향

2) 의료용 생체재료 표면개질 및 코팅기술

(1) 개요

가. 의료분야에서 생체재료의 활용

나. 생체재료의 생체친화성을 위한 표면처리기술

(2) 의료용 생체재료의 표면처리기술

가. 의료용 생체재료의 생체 적합성

(a) 의료 및 제약용 생체고분자 재료

(b) 무기나노입자의 인공생채재료

나. 생체재료의 표면개질 및 코팅기술

(a) 나노약물 표적화(targeting)를 위한 표면개질 및 코팅

(b) 생체재료의 플라즈마 표면 개질

(c) 생체재료의 방사선을 이용한 표면가공 기술

다. 구강 임플란트용 스텐리스 스틸의 표면개질

(a) 임플란트용 스테인리스 스틸의 표면개질기술

(b) 하이드록시기 도입에 의한 스테인리스 스틸의 표면개질

(3) 생체재료의 표면개질 및 코팅 최신기술

가. 생물분자로 의료기기 정전기 하전-유도 코팅 방법

(a) 기술의 배경과 목적

(b) 기술의 내용

(c) 기술의 효과와 응용

나. 다공성 탄탈룸의 특성과 치과용 임플란트에의 응용

(a) 기술의 배경

(b) 기술의 내용

(c) 기술의 전망

6. 응용기술 연구 동향

1) 첨단 고분자 소재의 기계적 특성 분석: 나노인덴테이션 기술

(1) 개요

(2) 나노인덴테이션 기술

가. 나노인덴데이션 기기 구성 및 측정 원리

나. 나노복합재료의 기계적 특성 분석

다. 자기치유 코팅 소재의 기계적 특성 분석

라. 생체 조직 및 생체 고분자소재 기계적 특성 분석

마. 시사점

통계(도표) 목차