강원대학교 산림과학연구소

연구내용

중점연구소 연구내용

중점연구소로서의 비전

강원지역산업 연계 거점 연구소로 위상 확립

필요성 및 당위성
- 강원도 전체 면적 2만 569km 82%1만 6,866km가 산림으로 구성
- 우리나라 산림면적의 21% 가장 많은 면적 차지전체 국유림 53% 강원도 분포
- 벌채가 가능한 산림자원은 117,388톤으로 매년 증가국내 산림정책 추진의 중심축
- 산림자원의 고부가가치 이용 및 실용화 방안 구축은강원지역 경제 활성화 핵심전략
강원도 전략산업과의 부합성

"강원비전 2030 및 2040" 산림자원을 "바이오, 신소재" 분야와
융복합한 고부가가치 산업화의 필요성 강조

산림바이오 산업의 전략적 육성을 통한지역발전 공공부분의 역할 필요
정부정책 방안과의 부합성
- 정부의 5대 국정목표의 하나'고르게 발전하는 지역'
- 강원지역은 낙후, 소외된 지역으로 분류균형발전을 통한 지역격차 해소
- 산림청 '22년까지 일자리 6만개 창출,
  목재산업 육성과 이용 활성화 강원지역의 전략투자와 부합

연구내용

나노셀룰로오스란?화학적 · 기계적 해섬처리를 통해 목재 세포벽에서 단리된 셀룰로오스 마이크로피브릴(셀룰로오스 분자 응집체)

친환경적
- - 지구상에서 가장 풍부 천연 고분자
- - 광합성으로 생성
- - 생분해성
- - 지속가능한 자원
우수한 물리, 강도적 성질
- - 낮은 밀도
- - 우수한 강도
- - 넓은 비표면적
- - 적은 수축과 팽윤
화학적 성질
- - 친수정 및 소수성
- - 우수한 화학반응
열적성질
- - 우수한 열 안정성
- - 낮은 열팽장 계수
- - 낮은 열전도율
광학적 성질
- - 투명성
- - 액정 발현

나노셀룰로오스의 응용나노셀룰로오스의 우수한 특성 기반

나노셀룰로오스의 세계적 연구현황

나노셀룰로오스 기초 융복합 응용연구 허브 구축 필요

연구체계

산학관 협동연구센터 "기술이전 등 실용화를 통한 지역 경제 활성화"

산림바이오매스의 고순도 성분분리 및 정제기술 개발

고순도 성분 분리 및 정제
이온성 액체(Ionic liquids, ILs)
- 낮은 휘발성
- 우수한 열적 안정성
- 높은 이온 전도성
- 우수한 용해성
- 낮은 중기압
- 친환경성(재생가능)
공융용매(Deep eutectic solvent, DES)
두가지 물질을 섞었을 때 공융현상이 일어나는 공융혼합물
주로 암모늄에 CI계 금속 혹은 수소결합 공여체의 홈합을 통해 제조
- 쉬운 제조방법
- 생체 적합성
- 낮은 가격
- 생분해성
- 우수한 용해성
- 우수한 안정성

나노셀룰로오스의 응용분야에 따른 맞춤형 고효율적 제조공정 개발

나노셀룰로오스의 및 화학기반 물질 생산을 위한 생물학적 변환 기술 개발

셀룰로오스 분해효소를 이용한 나노 해섬 효율 향상 전처리 방법 개발

생물학적 변환 방법을 통한 바이오폴리머 및 화학기반 물질 제조 공정 개발

고기능성 리그닌 공중합체 및 복합소재 제조 기술 개발

고순도 리그닌 정제
리그닌 기반 공중합체
기능성 탄소 섬유
KMnO₄ 수열처리를 통해 MnO₂ 나노 입자가 흡착된
탄소나노섬유를 이용한 코인셀 슈퍼캐패시터

나노셀룰로오스 기반 서방형 약물전달체 개발

나노셀룰로오스를 차단제(blocker)로 이용한 서방형 약물전달체
나노셀룰로오스 표면에 이온성 고분자, 열 응답성 고분자 및
유연성 고분자를 고정화한 열 응답성 서방형 약물전달체
나노셀룰로오스에 분자주사기가 장착된 열 응답성 약물전달체
이온성 나노셀룰로오스/이온성 방향족 화합물의 염다리 결합체 자가결집체

나노셀룰로오스가 적용된 마이크로 패턴 피부외용제 개발

- 약물의 전신 및 국소작용 목적으로 길이가 다른 마이크로 니들을 디자인
- 질병의 종류 및 약물의 특성에 알맞은 나노셀룰로오스 기반 약물전달체를 마이크로 니들에 탑재

- 니들이 피부의 체액에 의해서 용해되고, 탑재되어 있는 나노셀룰로오스 기반 약물전달체가 특정자극(온도, pH, UV 등)을 받으면 약물을 방출

나노셀룰로오스 기반 바이오잉크개발 및 3D 프린터 제작을 통한 줄기세포 배양용 지지체 개발

강원대 임기택 교수팀은 나노셀룰로오스를 기반으로한 상처 치유활용 연구 진행
강원대 임기택 교수팀은 나노셀룰로오스를 기반으로한 의약학 소재 개발 연구 진행
미국 Arkansas 대학팀과의 공동연구를 통한 나노셀룰로오스 활용 기술 보유

결과활용 및 기대효과

강원지역 산림자원, 바이오/의약학 소재 산업 활성화

지역산업의 활성화 촉진
- 강원지역 산림자원 이용 산업의 활성화
  친환경 원천 기술 개발 및 친환경 고부가가치 첨단신소재
  제품개발에 의한 신규산업 창출 및 지역산업 활성화
  
  임업산업을 4차산업으로 퀀턴점프시키는 전환점을 마련
  지역전략산업 확대로 신사업 창업 및 고급일자리 창출
- 강원지역 바이오/의료소재 산업의 활성화
  관련분야 연구의 필수 기반기술로 활용 가능하며
  연구수준 향상에 기여할 것으로 기대
  
  바이오/의료 소재 산업 신소재 분야 나노셀룰로오스
  시장 개척 및 선점 및 연구허브 체계에 대한 모델 제시
활용방안
- 도출된 성과를 세계적인 나노셀룰로오스 융복합
  응용연구소로의 도약기반으로 활용
- 고부가가치 친환경 바이오신소재 개발 및 활용
  관련 응용학문 정립에 활용
- 연구성과를 저명한 학술지 (SCI 상위 10% 학술지)에 게재
- 산림소재·의소재공학·생물공학·제지공학·바이오시스템공학
  융복합 전문인력 및 후속 학문세대의 양성 활용
- 지역 중소기업과의 지속적 연계를 통한
  지속 성장이 가능한 연구 환경 구축

메뉴타이틀:

<div class="contentsWrap"><h4 class="title1 mgB40">중점연구소로서의 비전</h4>강원지역산업 연계 거점 연구소로 위상 확립<img src="/images/sub/contents_img1.jpg" alt="" /><ul class="contentsCon1"><li class="list_01">필요성 및 당위성<ul class="list_02"><li>강원도 전체 면적 2만 569km 82%1만 6,866km가 산림으로 구성</li><li>우리나라 산림면적의 21% 가장 많은 면적 차지전체 국유림 53% 강원도 분포</li><li>벌채가 가능한 산림자원은 117,388톤으로 매년 증가국내 산림정책 추진의 중심축</li><li>산림자원의 고부가가치 이용 및 실용화 방안 구축은강원지역 경제 활성화 핵심전략</li></ul></li><li class="list_01">강원도 전략산업과의 부합성"강원비전 2030 및 2040" 산림자원을 "바이오, 신소재" 분야와 융복합한 고부가가치 산업화의 필요성 강조<img src="/images/sub/contents_img2.jpg" alt="" />산림바이오 산업의 전략적 육성을 통한지역발전 공공부분의 역할 필요</li><li class="list_01">정부정책 방안과의 부합성<ul><li>정부의 5대 국정목표의 하나'고르게 발전하는 지역'</li><li>강원지역은 낙후, 소외된 지역으로 분류균형발전을 통한 지역격차 해소</li><li style="color: red;">산림청 '22년까지 일자리 6만개 창출, 목재산업 육성과 이용 활성화 강원지역의 전략투자와 부합</li></ul></li></ul><h4 class="title1 mgB40">연구내용</h4>나노셀룰로오스란?화학적 · 기계적 해섬처리를 통해 목재 세포벽에서 단리된 셀룰로오스 마이크로피브릴(셀룰로오스 분자 응집체)<img src="/images/sub/contents_img3.jpg" alt="" /><ul class="contentsCon2"><li>친환경적<ul><li>- 지구상에서 가장 풍부 천연 고분자</li><li>- 광합성으로 생성</li><li>- 생분해성</li><li>- 지속가능한 자원</li></ul></li><li>우수한 물리, 강도적 성질<ul><li>- 낮은 밀도</li><li>- 우수한 강도</li><li>- 넓은 비표면적</li><li>- 적은 수축과 팽윤</li></ul></li><li>화학적 성질<ul><li>- 친수정 및 소수성</li><li>- 우수한 화학반응</li></ul></li><li>열적성질<ul><li>- 우수한 열 안정성</li><li>- 낮은 열팽장 계수</li><li>- 낮은 열전도율</li></ul></li><li>광학적 성질<ul><li>- 투명성</li><li>- 액정 발현</li></ul></li></ul>나노셀룰로오스의 응용나노셀룰로오스의 우수한 특성 기반<img src="/images/sub/contents_img4.jpg" alt="" />나노셀룰로오스의 세계적 연구현황나노셀룰로오스 기초 융복합 응용연구 허브 구축 필요<img src="/images/sub/contents_img5.jpg" alt="" />연구체계<img src="/images/sub/contents_img6.jpg" alt="" /> 산학관 협동연구센터 "기술이전 등 실용화를 통한 지역 경제 활성화"산림바이오매스의 고순도 성분분리 및 정제기술 개발<ul class="contentsCon3"><li>고순도 성분 분리 및 정제<img src="/images/sub/contents_img7.jpg" alt="" /></li><li>이온성 액체(Ionic liquids, ILs)<img src="/images/sub/contents_img8.jpg" alt="" /><ul><li>낮은 휘발성</li><li>우수한 열적 안정성</li><li>높은 이온 전도성</li><li>우수한 용해성</li><li>낮은 중기압</li><li>친환경성(재생가능)</li></ul></li><li>공융용매(Deep eutectic solvent, DES)<img src="/images/sub/contents_img9.jpg" alt="" /> 두가지 물질을 섞었을 때 공융현상이 일어나는 공융혼합물 주로 암모늄에 CI계 금속 혹은 수소결합 공여체의 홈합을 통해 제조<ul><li>쉬운 제조방법</li><li>생체 적합성</li><li>낮은 가격</li><li>생분해성</li><li>우수한 용해성</li><li>우수한 안정성</li></ul></li></ul>나노셀룰로오스의 응용분야에 따른 맞춤형 고효율적 제조공정 개발<img src="/images/sub/contents_img10.jpg" alt="" />나노셀룰로오스의 및 화학기반 물질 생산을 위한 생물학적 변환 기술 개발셀룰로오스 분해효소를 이용한 나노 해섬 효율 향상 전처리 방법 개발 <img src="/images/sub/contents_img11.jpg" alt="" />생물학적 변환 방법을 통한 바이오폴리머 및 화학기반 물질 제조 공정 개발 <img src="/images/sub/contents_img12.jpg" alt="" />고기능성 리그닌 공중합체 및 복합소재 제조 기술 개발<ul class="contentsCon4"><li>고순도 리그닌 정제 <img src="/images/sub/contents_img13.jpg" alt="" /></li><li>리그닌 기반 공중합체 <img src="/images/sub/contents_img14.jpg" alt="" /></li><li>기능성 탄소 섬유 <img src="/images/sub/contents_img15.jpg" alt="" /></li><li>KMnO₄ 수열처리를 통해 MnO₂ 나노 입자가 흡착된 탄소나노섬유를 이용한 코인셀 슈퍼캐패시터 <img src="/images/sub/contents_img16.jpg" alt="" /></li></ul>나노셀룰로오스 기반 서방형 약물전달체 개발<ul class="contentsCon4"><li>나노셀룰로오스를 차단제(blocker)로 이용한 서방형 약물전달체 <img src="/images/sub/contents_img17.jpg" alt="" /></li><li>나노셀룰로오스 표면에 이온성 고분자, 열 응답성 고분자 및 유연성 고분자를 고정화한 열 응답성 서방형 약물전달체 <img src="/images/sub/contents_img18.jpg" alt="" /></li><li>나노셀룰로오스에 분자주사기가 장착된 열 응답성 약물전달체 <img src="/images/sub/contents_img19.jpg" alt="" /></li><li>이온성 나노셀룰로오스/이온성 방향족 화합물의 염다리 결합체 자가결집체 <img src="/images/sub/contents_img20.jpg" alt="" /></li></ul>나노셀룰로오스가 적용된 마이크로 패턴 피부외용제 개발<div class="box_style1 mgB20"><img src="/images/sub/contents_img21.jpg" alt="" /><ul class="contentsCon5"><li>- 약물의 전신 및 국소작용 목적으로 길이가 다른 마이크로 니들을 디자인</li><li>- 질병의 종류 및 약물의 특성에 알맞은 나노셀룰로오스 기반 약물전달체를 마이크로 니들에 탑재</li></ul></div><div class="box_style1 mgB50"><img src="/images/sub/contents_img22.jpg" alt="" /><ul class="contentsCon5"><li>- 니들이 피부의 체액에 의해서 용해되고, 탑재되어 있는 나노셀룰로오스 기반 약물전달체가 특정자극(온도, pH, UV 등)을 받으면 약물을 방출</li></ul></div>나노셀룰로오스 기반 바이오잉크개발 및 3D 프린터 제작을 통한 줄기세포 배양용 지지체 개발<ul class="contentsCon4"><li><img src="/images/sub/contents_img23.jpg" alt="" /></li><li>강원대 임기택 교수팀은 나노셀룰로오스를 기반으로한 상처 치유활용 연구 진행 <img src="/images/sub/contents_img24.jpg" alt="" /></li><li>강원대 임기택 교수팀은 나노셀룰로오스를 기반으로한 의약학 소재 개발 연구 진행 <img src="/images/sub/contents_img25.jpg" alt="" /></li><li>미국 Arkansas 대학팀과의 공동연구를 통한 나노셀룰로오스 활용 기술 보유 <img src="/images/sub/contents_img26.jpg" alt="" /></li></ul><h4 class="title1 mgB40">결과활용 및 기대효과</h4>강원지역 산림자원, 바이오/의약학 소재 산업 활성화<ul class="contentsCon6"><li class="list_01">지역산업의 활성화 촉진<ul class="list_02"><li>강원지역 산림자원 이용 산업의 활성화 친환경 원천 기술 개발 및 친환경 고부가가치 첨단신소재 제품개발에 의한 신규산업 창출 및 지역산업 활성화 임업산업을 4차산업으로 퀀턴점프시키는 전환점을 마련 지역전략산업 확대로 신사업 창업 및 고급일자리 창출</li><li>강원지역 바이오/의료소재 산업의 활성화 관련분야 연구의 필수 기반기술로 활용 가능하며 연구수준 향상에 기여할 것으로 기대 바이오/의료 소재 산업 신소재 분야 나노셀룰로오스 시장 개척 및 선점 및 연구허브 체계에 대한 모델 제시</li></ul></li><li class="list_01">활용방안<ul><li>도출된 성과를 세계적인 나노셀룰로오스 융복합 응용연구소로의 도약기반으로 활용</li><li>고부가가치 친환경 바이오신소재 개발 및 활용 관련 응용학문 정립에 활용</li><li>연구성과를 저명한 학술지 (SCI 상위 10% 학술지)에 게재</li><li>산림소재·의소재공학·생물공학·제지공학·바이오시스템공학 융복합 전문인력 및 후속 학문세대의 양성 활용</li><li>지역 중소기업과의 지속적 연계를 통한 지속 성장이 가능한 연구 환경 구축</li></ul></li></ul></div>

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