Researches on a formation and re-gasification technology of organic clathrate compounds for CO2 pre-treatment and selective recovery/concentration of synthesized gases

• 연구책임자 : 연구개요 본 연구에서는 크러스레이트 화합물의 형성을 이용하여 합성가스의 주요 구성 성분(CO₂, CO, H₂)이 크러스레이트 화합물 내로 포집되는지 여부를 확인하며, 필요에 따라 주요 성분들의 분리/농축을 달성할 수 있도록 하며 이에 따른 합성가스 연료의 발열량 및 엔진 효율의 변화를 파악하는 것을 목표로 함. 이를 위하여 합성가스 주요 구성 성분들의 순수 상태 및 이들 성분이 다양한 조성으로 혼합된 2성분/3성분 혼합 가스로부터 크러스레이트 화합물 샘플을 형성하고 분광학적 분석을 통해 분석함으로써 크러스레이트 화합물 내로 포집되는 기체의 포집률과 이에 따른 혼합 가스로부터의 분리 효율을 정량적으로 분석하고자 함. 연구 목표대비 연구결과 본 연구에서는 최초에 설정하였던 목표들을 모두 달성하였다. 우선적으로 합성가스를 구성하고 있는 순수물질들이 유기 크러스레이트를 형성하면서 그 내부에 포집되는지를 3가지 순수 가스인 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO₂) 및 수소(H₂)에 대해 확인하였고, 그 결과 CO와 CO₂는 유기 크러스레이트를 형성하는 반응을 하며 내부로 포집되는 반면, H₂는 반응이 일어나지 않고 포집도 되지 않음을 확인하였다. 이어서 다양한 조성의 2성분 혼합가스인 (CO+CO₂), (CO₂+H₂) 및 (CO+H₂)에 대해서도 마찬가지로 유기 크러스레이트 형성 실험을 수행하였다. 그 결과 H₂는 포집이 되지 않기 때문에 (CO₂+H₂) 및 (CO+H₂)의 혼합 가스에서는 조성에 관계없이 CO와 CO₂만을 선택적으로 포집하는 것이 확인되었으며, 1-step으로 분리 공정을 설계할 수 있다는 결론을 도출하였다. 반면, 두 가지 성분이 모두 포집되는 (CO+CO₂) 혼합 가스의 경우에는 압력 및 온도 조건에 따라서 원하는 성분만을 선택적으로 분리/회수하는 것이 가능할 것으로 판단되었다. 3성분 혼합 기체에 대해서도 분광학적 분석 실험과 GC/EA를 사용한 정량 분석 실험을 수행함으로써 성분별 분리 거동을 확인할 수 있었는데, 3성분 혼합기체로부터 CO₂의 선택적 분리는 낮은 압력(5~40 bar)을 사용하여 하이드로퀴논과 반응함으로써 1-step으로 수행할 수 있으며, CO만을 선택적으로 분리하기 위해서는 낮은 압력에서의 CO₂ 분리 후 높은 반응 압력(40~80 bar)을 사용하여 2-step으로 수행할 수 있다는 결과가 얻어졌다. H₂는 반응 이후 최종적으로 분리되지 않은 채로 기상에 남게 된다. 40 mol% CO+40mol% H₂+20 mol% CO₂로 구성된 feed gas의 1 ton/day 공급에 따른 CO₂의 포집 분리를 모사한 결과, CO₂의 완전한 분리를 위해 필요한 하이드로퀴논의 양은 3,527 kg/day이며 이 경우 CO₂가 완전히 제거됨으로써 합성가스의 발열량은 최초 대비 73.3% 증가하게 됨. 만일 CO₂의 완전한 분리를 달성할 필요가 없거나 하이드로퀴논 반응물에 소모되는 비용을 줄이기 위해 이보다 적은 양을 사용할 경우, 500∼3000 kg/day의 사용량에 따라 재가스화 후 재활용을 하는 방식으로 운용할 수 있다고 판단됨. 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 확보된 분석 연구 자료는 추후 한국에너지기술연구원 같은 기관과의 협의를 통하여 파일럿 플랜트 및 실제 플랜트 규모에서 사용되는 혼합연료 조성에 대해 적용함으로써 분리/회수 기술 적용시 발열량과 엔진효율 게산을 위한 기본 핵심 자료로 사용하며, 이에 필요한 실험 자료를 우선적으로 확보하고 이를 활용하여 발열량 및 분리 시 효율 향상을 파악하는 데에 주력할 예정이다. 향후 이러한 연구를 통하여 공정의 scale-up이나 공정조건에 따른 효율 개선 작업에 필요할 경우, 추가 연구를 통하여 필요한 핵심 자료를 함께 제공함으로써 우수한 연구 성과 도출을 위해 지속적으로 사용될 예정에 있다. 분석 연구를 통해 얻어진 합성가스의 성분별 분리/정제 및 그 불순물 제거에 대한 실험 결과는 관련 분야에서 중요성을 갖는 우수한 연구 성과이므로 앞으로도 다수의 논문 발표를 통하여 성과를 국내외에 지속적으로 알릴 예정임. (출처 : 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 공주대학교
• 발행년도 : 20210300
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2020 Annual Report for International Cooperation

• 연구책임자 : 비공개항목입니다.
• 주관연구기관 : 한국원자력통제기술원
• 발행년도 : 20210100
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De Novo Anticancer Therapy by Intra-Nucleus Molecular Assembly

• 연구책임자 : □ 연구개발 목표 및 내용 ￭ 최종 목표 (goal) : Self-assembly of peptide amphiphiles induced by nuclear localization for killing cancer ￭ 전체 내용 (total content for summary) : We have designed a peptide amphiphiles, which specifically target the cancer lysosome, undergoes supramolecular assembly through enzymatic cleavage governed by cathepsin B followed by lysosomal swelling. It induces the lysosomal membrane permeabilization (LMP) and damage and causes the caspase independent apoptotic death of the cancer cells selectively through disruption of plasma membrane. Moreover, it is effective in drug resistance cancer and has significant antitumor effect. ￭ 1단계(해당 시 작성) • 목표(goal) : Design and synthesis of the peptide amphiphiles, studied its self-assembly behaviour and nucleus localized assembly • 내용(content) : The peptide amphiphiles was successfully synthesized, it is localized in lysosome and undergoes cathepsin-B instructed self-assembly and forms hard and long fibers in lysosome. ￭ 2단계(해당 시 작성) • 목표 : Studied the effect on the organelle and the anticancer effect and findout the potential peptide amphiphiles • 내용 : Designed peptide causes lysosomal swelling, induces lysosomal membrane permeallization and damage, shows selective anticancer effect and effective in drug resistance cancer. Anticancer effect was confirmed through structure-activity relationship ￭ 3단계(해당 시 작성) • 목표 : Studied the mechanism of the cell death, increase of the selectivity and in-vivo study • 내용 : The peptide amphiphiles causes caspase independent apoptosis, the selectivity was further increases, which causes significant inhibition of the tumor growth. □ 연구개발성과(result) We have shown first time the lysosome localized peptide assembly for inducing selective anticancer effect, overcoming the drug resistance cancer and showcase the importance of the lysosome in developing the supramoleculer nanomedicine □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과(effect) This work opens up a new window for the development of supramolecular nanomedicine based on lysosome targeting towards drug resistance cancer treatment. (출처 : 요약문 3p)
• 주관연구기관 : 울산과학기술원
• 발행년도 : 20210600
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The innovation technology development for radiation medical engineering

• 연구책임자 : ○ 딥러닝 프레임워크 및 빅데이터 프레임워크 구축 ○ GCP 기반 클라우드 인프라스트럭처 구축 ○ 방사선 환경 적합 IoT 커넥터 시작품 제작 ○ 바이오센서 최적화를 통한 혈액분리 바이오칩 정밀도 성능개선 ○ 압타머를 활용한 암 진단·치료용 비이오칩 시작품 제작 및 탑재용 후보물질 발굴 ○ 전기장 암 치료기 생물학적 유효성 평가 (출처 : 요약서 4p)
• 주관연구기관 : 한국원자력의학원
• 발행년도 : 20210200
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A study on operating support program for hosting international conferences on the purpose of strengthening cooperation of element nuclear technologies

• 연구책임자 : - 본 연구과제의 주요 취지는 우리나라 원자력 기술의 국제협력 활성화를 통하여 기술을 홍보하고 전문가의 네트워크를 강화함으로서 향후 기술수출, 전문가의 해외 진출 등에 간접 기여 하고자 함에 있음. - 본 연구과제를 통하여 2018년 5건, 2019년 4건, 2020년 1건 등 총 10건의 국제회의개최를 지원하였으며 일부 회의는 직접 참여 하여 회의 추진 내용을 모니터링 함. - 주요성과로는 RCA 회원국을 대상으로 한 국내 핵의학 기술 홍보, IAEA 회원국을 대상으로 한 국내 SMR 기술 홍보, IAEA Quanum 워크숍 유치를 통한 핵의학 진료 기술 홍보 등이 있음 (출처 : 보고서 요약서 3p)
• 주관연구기관 : 한국원자력협력재단
• 발행년도 : 20210100
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A Study on the Heat Energy Storage and Radiation Performance of PCM/SiC-based composite aggregates via Aging and Coating Method

• 연구책임자 : □ 연구개요 PCM/SiC 기반 열에너지 저장 및 방출 합성골재의 개발 ● 1차적으로 상변화물질을 활용 에이징 및 진공기법을 통한 함침골재의 개발 ● 2차적으로 상변화물질이 함침된 골재의 표면위에 실리콘 카바이드를 활용하여 표면에 코팅하여 열전도성을 향상시키면서 기계적인 성질이 향상된 합성골재의 개발 개발된 PCM/SiC 기반의 합성골재를 함유한 콘크리트의 열에너지 저장 성능 및 내구성, 기계적인 성능평가 ● 개발된 에너지 저장 및 방출 합성골재가 함유된 콘크리트 모의 부재 제작을 통한 외기온도에 따른 실내 온도 특성분석 (기후변화에 따른 에너지저장 및 방출) □ 연구 목표대비 연구결과 ■ 개발된 PCN/SiC 기반의 합성골재가 함유된 콘크리트의 압축강도 특성을 살펴보면 콘크리트는 구조재료로서 일정한 소요강도 요구되는 재료이다. 개발된 합성골재는 일반 골재에 비해 시멘트 페이스트와의 부착력이 떨어지고 강도가 약한 재료를 코팅했기 때문에 물리적인 성질은 감소된다. 결과를 보면 일반 골재가 함유된 공시체에 비해 개발골재가 함유된 공시체의 압축강도가 10~25% 이상 감소하는 경향을 나타냈다. 하지만 설계기준강도를 만족하는 결과를 나타냈기 때문에 건설재료 사용하기에는 적합하다는 결론을 도출하였다. ■ 실험결과 일반 콘크리트 보다 열에너지 저장 콘크리트가 온도를 평균 5℃ 낮추어 주는 것을 확인하였다. ■ 내부의 온도는 10℃ 이상 높으면서 외기로 배출되는 열기를 저장하고 있기 때문에 실내에는 온도가 5℃ 이상 낮은 결과를 보였다. ■ 따라서 개발된 열 에너지 저장골재를 콘크리트에 함유하게 되면 외부로부터 발생되는 온도를 저장하여 내부에 침투가 되는 온도를 줄여 여름철 실내를 보다 쾌적하게 유지할 수 있다는 결론을 도출하였다. □ 연구개발결과의 중요성 ■ 개발하고자 하는 골재의 주된 목적은 여름철 열 에너지를 저장해서 외기에 온도를 내부로 들어가는 것을 막고 온도를 낮추어주는 것을 목적으로 연구를 진행하였다. ■ 이를 통해 산정된 결과를 보면, 여름철 시즌에 평균적으로 5℃ 이상 온도를 낮출 수 있고, 에너지 소비량은 여름철 900~1,200kWh 이상 절약할 수 있다는 결론을 도출하였다. ● 연구개발을 통해 얻어진 결과로 정부에서 추진하는 제로에너지의 의무화 기술에 적합하다는 결론을 도출하였다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 한양대학교
• 발행년도 : 20210200
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Study on atomic/chemical states at surface and interface of organic-inorganic hybrid perovskite thin film

• 연구책임자 : □ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 차세대 신물질로서 태양전지 및 발광다이오드로 그 응용 가치를 인정받고 있는 OHP 물질들의 시편 제작을 통하여, 시편 상에 발생하는 새로운 구조의 표면과 그 표면상에 다양한 추가 박막 증착 (예: 정공 전송 물질, 정공 공급 물질 - 유기물, polymer 등)을 통해 발현되는 계면의 화학적/원자적 상태를 방사광을 이용한 XPS, GIXD 기법 등을 사용하여 정확히 관찰하고 그 안에 있는 물리적 의미/이해 및 응용 소자로서의 가치를 높이는 데에 그 최종 목표를 두고 있다. ○ 전체 내용 본 연구는 OHP 기반 박막의 응용 소자로서의 가치를 높이기 위해 방사광을 이용한 고해상도 측정 기법들을 활용하여 표면과 계면상의 화학적/원자적 구조 연구를 제안한다. ○ 1단계 ● 목표 유무기 하이브리드 페로브스카이트 (Organometal halide perovskite) 시편을 다양한 기법으로 제작하고 박막 상에 발생하는 (1) 재구조화된 표면과 (2) 그 표면 위에 소자 응용을 위한 추가 박막 증착을 통해 형성된 계면의 화학적/원자적 상태 분석을 방사광 기법을 기반으로 하여 정확히 관찰하고 그 안에 있는 물리적 의미를 파악 및 이해하는데 그 목적을 두고 있다. ● 내용 (1) 용액 코팅 증착 및 진공 증착 기반의 OHP 박막 표면의 화학적/원자적 상태 연구 (2) AMX3 상의 다양한 물질들을 이용한 시편 형성 및 그 표면과 벌크의 화학적/원자적 상태 차이 연구 (3) 형성된 박막 표면의 후열처리에 따른 화학적/원자적 상태 변화 연구 □ 연구개발성과 차세대 신물질이라 평가받고 있는 OHP 물질들의 연구에 있어 표면 및 계면의 기초 물리적/화학적 접근은 현재 이 물질을 기반으로 한 응용 소자의 가치를 극단적으로 높일 수 있는 중요한 연구개발성과라고 할 수 있다. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 본 연구를 통하여, 표면 및 계면의 화학적/원자적 상태 정보 획득을 통하여 OHP 물질내의 유기물 파트와 무기물 파트의 물리적/전기적 역할 등을 이해함으로서 하이브리드 물질의 이해를 높일 수 있어 중요하다. 그리고 얻어지는 정보들을 통하여 OHP 물질에 대한 새로운 연구 분야, 특히 기본-응용 연구가 조화를 이루고 있는 분야로 형성될 가능성이 높을 것으로 사료된다. (출처 : 요약문 2p)
• 주관연구기관 : 포항공과대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202100010535

Development of authentication system for Apiaceae species and construction of fundamental molecular breeding basis for Peucedanum japonicum

• 연구책임자 : □ 연구의 목적 및 내용 분류체계와 명명체계가 혼란스러운 산형과 식물 중 약용가치가 우수한 약용작물에 대한 유전체/대사체 정보기반 명확한 분류체계 정립 및 대규모 종판별 기술을 확립하고 우리나라 고유자원식물인 식방풍의 작물로서의 개발을 위해 우수 계통을 육성하고 유전체/대사체 기반 분자육종 기반을 구축하고자 하였다. □ 연구개발성과 1차년도에 생산한 산형과 20종에 신규 NGS 분석 데이터에서 나머지 15종에 대해 엽록체 유전체를 완성하였다. 기등록된 산형과 엽록체 유전체를 포함하여 유연관계도를 구축하였고, 종특이 변이지역을 다수 발굴하였다. 식방풍 수집자원들의 형질 조사를 통해 우수 계통(2년생 85계통, 1년생 84계통)을 선발, 재배 및 평가하였으며, 식방풍 인공자가수분 방법을 확립하였다. 엽록체 기반 마커를 이용하여 유전자원내의 다양성을 확인하였으며 10개 계통의 잎과 뿌리의 항염활성, 세포독성, 자외선 차단효과 정도의 다양성을 Bio assay 분석을 통해 비교분석하였다. 전사체 분석을 통해 대사물질 관련 후보유전자들의 발굴과 식방풍 핵내에 존재하는 유전자 추정 부위에서 다양성을 확인 할 수 있는 SNP기반 마커를 개발하였다. □ 연구개발성과의 활용계획 (기대효과) 산형과 식물들의 NGS 및 대사체 분석을 통해 보다 체계적인 산형과 종 분류 체계를 확립하고, SNP Chip을 이용한 대규모 종판별 원천 기술을 확보하고 기술 이전한다. 이는 한약재 및 건강기능식품, 나아가 천연물 의약품 원소재의 품질 관리에 소요되는 비용을 크게 절감시킬 수 있을 것으로 기대되며, 투명하고 신뢰할 수 있는 한약재 유통 체계 확립 기반 구축 및 소비자의 신뢰를 확보하는데 기여할 것이다. 다양한 식방풍 유전자원들에 대한 주요 질적/양적 형질 평가결과 및 유전적/대사체 다양성 분석은 향후 식방풍 우수 품종을 육성하는데 유용한 기초자료로 사용될 것이다. (출처 : 국문 요약문 4p)
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202100009765

• 연구책임자 : 원전사고 및 방사능 테러 등 다목적 방사능 재난 상황에 대응이 가능한 방사능 영상화 검출기를 개발하기 위해 줌 기능을 구현하기 위한 가변형 콜리메이터와 고해상도 감마선 영상화 검출기를 개발하였으며, 광학 및 열영상 장비와 융합하여 그 성능을 정량적으로 평가함. (출처 : 요약서 3p)
• 주관연구기관 : 아라레연구소
• 발행년도 : 20210100
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202100010403

Identification of genes involved in plant immunity by characterizing the stromule-mediated chloroplast-nucleus communication through the single organelle proteomic approach

• 연구책임자 : 본 연구는 식물의 방어기작에 중요한 세포소기관인 엽록체와 핵 사이를 이동하는중요 면역 관련 단백질을 분리 동정하는 프로테오믹스 기법을 개발하고 이를 이용해 밝혀진 단백질체와 이를 조절하는 유전자들의 역할을 규명하여 추후작물의 병원균에 대한 저항성을 높이기 위하여 수행되었다. 또한 식물 면역반응시 발생하는 생리 생화학적인변화를 실시간 감지가능한 마커와 센서를 갖춘 형질전환체를 제작하여 식물 내 병원균 침투 시 그 식물의 면역 상생 여부에 따라 차등 발생하는 생리생화학적 변화를 기록함으로써 필드내에서 빠르게 감염 및 저항성 여부를 추정할 수 있는 레퍼런스를 마련하고자 하였다. (출처 : 요약서 3p)
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIFullTextView?keyValue=05787966&dbt=TRKO&cn=TRKO202100009731