| 1차년도 |
미세전자기계시스템 기반 광·화학 감응성 이중 센서 개발 및 콘크리트 매립 적용성 평가
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- 주관연구기관(연세대학교): AzoPDMS/금속 박막 이중층 복합소재의 합성 및 광반응성 거동 분석■ AzoPDMS/금속 이중층 복합소재 개발■ AzoPDMS/금속 이중층 복합소재의 안정성 검증■ 광반응성 MEMS 정전식 센서 설계 - 공동연구기관(신라대학교): 열화인자 및 부식발생가스 감지용 고성능 반도체식 가스 센서 개발■ 열화인자 및 부식발생가스 종류 및 농도평가■ 열화인자 및 부식발생가스 감지물질 선별 및 성능 조사■ 감지성능 향상을 위한 나노구조체 제작 및 대면적 제작기술 개발■ 선택적 감지와 정확도 향상을 위한 표면개질 기술 개발 및 최적화■ 단일 센서 제작 및 실험실 환경에서의 성능 평가 - 공동연구기관(한국세라믹기술원): 콘크리트 내 센서 적용 가능성 평가 및 모르타르 레벨 간이 성능평가■ 콘크리트 환경 하 센서의 내화학성 및 센서 소재 구조 분석■ 모르타르 레벨 가스 센서 감지성능 평가■ 모르타르 레벨 가스 센서를 통한 모르타르 내구수명 평가
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
건설구조물용 저전력·초소형 물리화학적 이중 센서 개발을 통한 기술력 선도· 광섬유 내 빛 특성을 분석하는 기술에서 정보 측정방법에 있어 새로운 패러다임을 제시· 콘크리트 열화 인자 및 응력 측정을 통한 콘크리트 구조물 진단 기술 확보· 다양한 형태의 나노구조체 제조기술 개발에 따른 소재 적용범위 확대 및 복합소재 집적화기술 개발로 반도체와의 융합기술 도출 가능성 향상· 대면적화 공정을 도입에 따라 나노물질 제조공정의 시간단축, 공간 활용성 극대화 및 저가 대량 생산화내구성 센싱 및 모니터링을 통한 기술력 선도· 건축물 모니터링 시스템 수준 이상의 내구성 센싱과 모니터링 수준 향상· 실시간으로 구조물의 열화를 평가할 수 있는 새로운 기술 분야 개척· 특허 및 Pilot 시험 등을 통한 세계 최고수준 기술력 확보첨단 신소재 및 신기술 기반 학연간 융합 연구 주도· ICT, Asset Management 등 건축·토목 분야의 한계를 극복한 연구를 통하여 건설 기반 신학문 분야의 창조적 원천·응용 연구 선점· 건설분야 전반에 걸쳐 신기술 뿐 아니라 새로운 고부가가치 기술 혁신 유도
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| 사회 경제적 파급효과 |
건축구조물 보수·보강 사회적 비용 절감 및 안전성 확보· 건축물 모니터링 시스템의 구축 및 건축물의 안전 관리 예방· 건축구조물 관리 시스템 첨단화 및 보수보강 비용 절감· 저전력 초소형 센서 개발을 통한 에너지 절감 및 안전성 향상유지관리 시장 활성화 및 해외 시장 진출 교두보· 개발기술의 기업 기술이전 및 사업화를 통한 국내 건설분야 시장 활성화· 기술이전 및 사업화를 통한 건설구조물용 센서 산업 첨단화· 국가 건설분야 창조경제의 거점으로서 해외 건설시장 진출 교두보 확보제안기술 실용화를 통한 창조경제의 신성장동력 창출· ICT 모니터링, 센서 업데이트, Library Packing과 같은 새로운 수익구조 창조· 기업의 고부가가치화, 관련 시장구조 개선, 건설분야의 수익 개선 등의 가치 선순환 구조 창출센서 소재 산업 및 건설 구조물 진단/내구수명 평가 기술 첨단 기술력 선도· 실시간으로 건설구조물의 열화 및 하중을 측정하여 데이터베이스화 가능· 스마트팩토리 내 안전 진단과 빅데이터 분석으로 자동화 생산 시스템의 안정화에 기여 및 안전 점검/진단 시장 구축(부실 안전 진단 손실, 연 130억)· 소재수입, 가공 후 재수출 구조의 소재 의존도 완화· 원천소재 기술 확보를 바탕으로 기존의 신호처리기술을 접목하여 정보사회시스템을 위한 인프라 구축 사업에 선도적 위치 선점가능성 확대
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| 활용방안 |
국가/정책적 측면 · 건축물 열화 및 하중 융합 안전진단 센서 기반 건설구조물의 생애주기 동안에 발생되는 이력을 데이터베이스화 가능.· 정부는 ‘첨단 스마트 센서 육성사업’에 2015년부터 6년간 1,508억 원을 투자할 계획이며, 2020년 기준 42억 달러 생산과 21억 달러 수출을 달성할 것을 목표에 대비하여 현존하는 소자의 성능향상이 아닌, 미래를 위한 새로운 개념의 원천소재 경쟁력 확보 가능. 산업/기술적 측면· 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT) 등이 융합된 스마트팩토리 내 공정 부품 간 상호 미세압력 정보 교환을 통한 안전 진단과 더 나아가 빅데이터 분석으로 사고를 예측하는 자동화 생산 시스템의 안정화에 기여.· 미래 핵심 산업인 사물인터넷 분야의 핵심요소인 센서를 나노물질을 기반으로 하여 초소형, 고집적화, 복합다기능화, 고성능화함으로써 우리나라의 차세대 성장 동력 산업에 적극 활용하여 미래 원천기술 확보 및 국가 경쟁력 향상에 기여할 원천소재 기술로 활용 가능.· 현재 국내의 원천기술 부족으로 저가형 센서들이 시장이 중심이며, 차세대 IoT를 이끌어 나가기 위해서는 첨단센서 기술에 활용 가능함.환경/경제적 측면· 광섬유 기반 하중 센서는 기존 구축된 광섬유 인프라를 활용하여 측정 가능하여, 자원의 낭비를 최소화할 수 있음. · 차세대 고효율 3D 융합 안전진단 센서는 철근콘크리트의 노후화에 따른 열화와 동시에 하중의 불균형을 저전력으로 진단하는데 활용.· 고성능 가스 센서 어레이 제작 기술은 건설 외 다양한 분야로 응용이 가능할 것으로 기대되며, 각종 모바일 부가 서비스 어플리케이션 등 S/W를 비롯한 여러 분야로의 활용이 가능함. 활용분야 및 활용방안· 구조물 안전에 대한 관심이 향상되고 있어 타산업의 혁신과 생산성을 제고하고 기후변화, 재난 사고 등의 복잡해지는 사회 현안이슈를 해결할 수 있는 미래기술 확보 가능.· 시설물 고령화에 대비한 성능개선 및 안전관리 기능 강화와 관련 본 연구에서 제안하는 콘크리트 구조물 열화를 실시간으로 감지 가능한 센서 소자와 연계하여 안전 확보에 정확한 정보 제공 가능.· 본 연구에서 제안하는 비파괴 콘크리트 구조물 열화 감지를 위한 센서 소자를 콘크리트 구조물 내외부에 설치하여 실시간으로 검사하여 건축 구조물의 이상 여부를 파악해 대응할 수 있는 Test-bed 시스템을 도입하고, 건축물 안전 및 유지관리 기술의 실증 연구에 활용될 계획임.· 또한, 센서 소자 제작을 하는 기관과 MOU 체결 및 워크샵을 통해 연구기술 교류를 진행하여, 본 연구 개발 후 발생되는 결과물에 대하여 시제품 생산 및 사업화를 진행할 계획임.
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