NRF 기초연구실 개척형 (BRL) 바이오차 기반 그래핀을 활용한 탄소격리 콘크리트 개발 및 구조부재 활용
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Outcomes

성과

연차별 성과목표와 달성치(논문·특허·인력양성), 활용방안과 기대효과, 대표 게재 논문을 소개합니다. 2차년도 목표는 100% 달성하였습니다.

성과목표

연차별 성과목표 (계획)

아래 수치는 본 연구팀이 설정한 연차별 성과목표(계획)입니다. 실제 달성 산출물은 아래에 연차별로 구분하여 별도로 제시합니다.

성과 항목 1차년도 2차년도 3차년도
SCI 논문 1 7 8
비SCI 논문 4 6 6
특허출원 (국내) 1 2 2
특허 (국외) - - 1
인력양성 (석사) 3 4 4
인력양성 (박사) - 1 1

달성 현황

2차년도 목표 100% 달성

주요 달성 결과

  • 2차년도 목표 100% 달성. 연차별 논문 성과: 1연차 대표 5편, 2연차 11편 (SCIE 6편, 비SCIE 5편).
  • 개질 바이오차 분말 저항을 약 221배 저감하여 전도성을 향상.
  • CNT를 성장시킨 바이오차(CGB) 적용 모르타르의 전도성을 향상.
  • CDP(Concrete Damaged Plasticity) 인장 재료모델을 검증.
  • RC부재 휨·전단 거동을 DIC 및 AE 다중 계측으로 모니터링 완료.

핵심 성과

세계 최초 바이오차 콘크리트 재료모델

바이오차 시멘트 복합체 콘크리트 유한요소 재료모델을 개발합니다. 세계 최초의 바이오차 콘크리트 재료모델 개발로 관련 해석 기술 분야의 선진 기술을 선점합니다.

왜 중요한가

활용방안과 기대효과

  • 건설산업 탄소배출 저감과 Net Zero 기여: 탄소 배출량이 큰 건설 산업에 바이오차 탄소격리재를 접목합니다.
  • 구조적 안정성과 현장 적용성 확보: 역학적 성능평가와 RC부재 적용성 검토로 구조 안정성을 확보합니다.
  • 내구성 문제 대응: 건조수축 균열, 동결융해 박리, 탄산화, 염해, 철근부식 등에 대한 대처 방안을 제공합니다.
  • 물리·화학적 안정성 극대화: 그래핀 합성으로 바이오차의 물리적·화학적 안정성을 극대화합니다.
  • 실시간 모니터링: 전도성 복합체 변형정보와 AE 멀티센싱으로 RC부재의 사용성과 장기거동을 실시간 평가합니다.

달성 산출물 (연차별)

연차별 논문 · 특허 · 학회 발표

아래 산출물은 1연차(2024.08-2025.07)와 2연차(2025.08-2026.04)로 구분하여 제시한 연차별 목록이며, 단일 누적 합계가 아닙니다.

논문

게재 논문

1연차 (2024.08-2025.07) 5편 대표 실적

  1. Chan Ho Park (co-author) et al.

    Versatile poly(N-vinylcaprolactam)-grafted-hydroxypropyl cellulose polymers with tailored thermo- and pH-responsive properties via sustainable organocatalyzed atom transfer radical polymerization

    Polymer Chemistry 2024.09 · ISSN 1759-9954 · SCIE

    게재

  2. Chan Ho Park (co-author) et al.

    Development and optimization of a sustainable polyoxometalate-kaolinite-based catalyst for efficient desulfurization of model and real fuel using Box-Behnken design

    RSC Advances 2024.10 · ISSN 2046-2069 · SCIE

    게재

  3. Won-Chang Choi (corresponding), Chan Ho Park (corresponding), Seung-Wook Seok (co-author) et al. 교신저자

    Wood-Based Micro-Biochars in a Cement Mixture

    Molecules 2025.04, 30(9), 1898 · ISSN 1420-3049 · SCIE · 바이오차-시멘트 핵심 공동연구 논문 (key collaborative biochar-cement paper)

    게재

  4. Chan Ho Park (corresponding) et al. 교신저자

    Dual responsive phase behavior of nonionic cellulose-based polymer brushes by visible-light-driven organocatalyzed atom transfer radical polymerization

    International Journal of Biological Macromolecules 2025.05 · ISSN 0141-8130 · SCIE

    게재

  5. Chan Ho Park (corresponding) et al. 교신저자

    Near-Infrared Emissive CuInS2/ZnS Quantum Dot-Embedded Polymer Scaffolds for Photon Upconversion Imaging

    Advanced Materials 2025.06 · ISSN 0935-9648 · SCIE

    게재

2연차 (2025.08-2026.04) 11편 SCIE 6편 · 비SCIE 5편

  1. Chan Ho Park (co-author) et al.

    Zwitterionic Polymer Brushes Inside Nanoporous Gold Electrodes Enable Fouling-Resistant Electrochemical Biosensing

    ACS Applied Polymer Materials 2025.11, 7(22), 15241-15254 · ISSN 2637-6105 · SCIE

    게재

  2. Seungbeom Kang et al. 제1저자

    Feasibility on diverse biochars as supplementary cementitious materials

    Scientific Reports 2025.11, 15(1), 40732 · ISSN 2045-2322 · SCIE

    게재

  3. Jinseok Woo et al. 제1저자

    Feasibility of using biochar as conductive filler in cement-based strain sensors

    Case Studies in Construction Materials 2026.01, Vol. 24 · ISSN 2214-5095 · SCIE

    게재

  4. Seungbeom Kang et al. 제1저자

    Comprehensive evaluation of the environmental performance and durability of biochar-incorporated concrete

    Scientific Reports 2026.03, 16, 10803 · ISSN 2045-2322 · SCIE

    게재

  5. Aehwa Kim et al. 제1저자

    Influence of concrete strength and fiber properties on residual flexural strength of steel fiber-reinforced concrete

    Construction and Building Materials 2025.08, Vol. 489 · ISSN 0950-0618 · SCIE

    게재

  6. Seongmo Choi et al. 제1저자

    Engineering Thermo-Responsive Hydrogels with Tailored Mechanics for Biomedical Integration

    Polymers (MDPI) 2025.09, 17(17) · ISSN 2073-4390 · SCIE

    게재

  7. 정재용 외 (Jaeyong Jeong et al.) 제1저자

    콘크리트용 골재로서 바이오차의 활용 연구 분석

    한국콘크리트학회 논문 2025.08, 37(4) · ISSN 1229-5515 · 비SCIE (KCI)

    게재

  8. 정재용 외 (Jaeyong Jeong et al.) 제1저자

    벤토나이트 코팅 바이오차 기반 경량골재의 제조 및 역학적 특성

    한국구조물진단유지관리공학회 논문집 2025.12, 29(6) · ISSN 2234-6937 · 비SCIE (KCI)

    게재

  9. 우진석 외 (Jinseok Woo et al.) 제1저자

    실리카흄 코팅 바이오차 기반 경량골재의 제조 및 역학적 특성

    한국구조물진단유지관리공학회 논문집 2026.02, 24(1) · ISSN 2234-6937 · 비SCIE (KCI)

    게재

  10. 강승범 외 (Seungbeom Kang et al.) 제1저자

    바이오차를 함유한 시멘트 복합체의 재료적 특성 평가

    복합신소재구조학회 2025.08, 16(4) · ISSN 2288-0232 · 비SCIE (KCI)

    게재

  11. 김남현 외 (Namhyun Kim et al.) 제1저자

    바이오차를 혼입한 콘크리트의 건조수축 평가

    한국구조물진단유지관리공학회 2026.04, 30(2) · ISSN 2234-6937 · 비SCIE (KCI)

    게재

특허

특허 출원

1연차 (2024.08-2025.07) 0건

해당 없음

2연차 (2025.08-2026.04) 1건

  1. 박찬호 외 (Chan Ho Park et al.)

    복합 입자, 이의 제조방법, 이를 포함하는 화장품 조성물 및 피부 미용 주사제 [DRAFT 명칭 확인 권장]

    대한민국 특허출원 출원번호 10-2025-0017595 · 출원일 2025.02.11 · 출원인: 가천대학교 산학협력단, 숭실대학교 산학협력단 · 발명자: 박찬호 외 · 1연차 연계 출원, 2연차 보고 반영

    출원

학회

학회 발표

1연차 (2024.08-2025.07) 5건

국내 5건
  1. 박찬호 연구진 (Chan Ho Park group, corresponding 박찬호) 한국고분자학회 2025 춘계학술대회 Colloidal Nanostructures for Enhancing Bioavailability of Poorly Soluble Drugs 2025.04
  2. 박찬호 연구진 (Chan Ho Park group, corresponding 박찬호) 한국고분자학회 2025 춘계학술대회 Effect of Nanofiller on Photocuring and Printability in DLP 3D Printing of Polyurethane Elastomer Resins 2025.04 우수논문발표상 포스터 부문 수상 (Best poster award)
  3. 박찬호 연구진 (Chan Ho Park group, corresponding 박찬호) 한국고분자학회 2025 춘계학술대회 Polymer-Assisted Nitrogen Doping for Enhanced Carbon Electrocatalysts in PEMFCs 2025.04
  4. 박찬호 연구진 (Chan Ho Park group, corresponding 박찬호) 한국고분자학회 2025 춘계학술대회 Tunable Resonance Energy Transfer within pH-sensitive Polymer with Conformational Adaption 2025.04
  5. 박찬호 연구진 (Chan Ho Park group, corresponding 박찬호; with Won-Chang Choi) 한국고분자학회 2025 춘계학술대회 Reliable Conductivity Measurement of Enhanced Biochar via Polymer Composite 2025.04

2연차 (2025.08-2026.04) 17건

국내 16건
  1. 정재용 (Jaeyong Jeong) 구조물유지관리진단공학회 2025 가을학술대회 2025.09.25 광주과학기술원
  2. 강승범 (Seungbeom Kang) 구조물유지관리진단공학회 2025 가을학술대회 2025.09.25 광주과학기술원
  3. 여남구 (Namgu Yeo) 2025 구조물유지관리공학회 2025.09.25 광주과학기술원
  4. 이진희 (Jinhee Lee) 한국콘크리트학회 2025 가을학술대회 2025.11.07 여수엑스포컨벤션센터
  5. 정재용 (Jaeyong Jeong) 한국콘크리트학회 2025 가을학술대회 2025.11.07 여수엑스포컨벤션센터
  6. 손민지 (Minji Son) 한국콘크리트학회 2025 가을학술대회 2025.11.07 여수엑스포컨벤션센터
  7. 여남구 (Namgu Yeo) 한국콘크리트학회 2025 2025.11.07 여수엑스포컨벤션센터
  8. 강승범 (Seungbeom Kang) 한국콘크리트학회 2025 가을학술대회 2025.11.07 여수엑스포컨벤션센터
  9. 김남현 (Namhyun Kim) 한국콘크리트학회 2025 가을학술대회 2025.11.07 여수엑스포컨벤션센터
  10. Kainat 2025 한국공업화학회 추계 총회 및 학술대회 2025.11.07 대구 EXCO
  11. 최성모 (Seongmo Choi) 2025 한국공업화학회 추계 총회 및 학술대회 2025.11.07 대구 EXCO
  12. 김기성 (Giseong Kim) 2025 한국공업화학회 추계 총회 및 학술대회 2025.11.07 대구 EXCO
  13. 최광훈 (Gwanghun Choi) 2025 한국공업화학회 추계 총회 및 학술대회 2025.11.07 대구 EXCO
  14. 김남현 (Namhyun Kim) 구조물유지관리진단공학회 2026 봄학술대회 2026.04.08 파라다이스 부산
  15. 한민규 (Mingyu Han) 구조물유지관리진단공학회 2026 봄학술대회 2026.04.08 파라다이스 부산
  16. 정건우 (Geonwoo Jeong) 구조물유지관리진단공학회 2026 봄학술대회 2026.04.09 파라다이스 부산
국제 1건
  1. 표민경 (Minkyeong Pyo) 2025 MRS Fall Meeting & Exhibit 2025.12.03 Boston, MA, USA 발표 2건 (two presentations)

배경

관련 선행연구와 보유 특허

아래는 본 과제 달성 실적이 아니라, 연구진의 관련 선행 연구 및 관련 특허입니다.

  1. Won-Chang Choi et al.

    Evaluation of the mechanical properties of cement mortar containing wood-based bio-char

    Journal of the Korea Concrete Institute 2023 · 선행연구 (과제 이전, before 2024.08) · Prior related work on biochar-cement mortar.

    배경 참고

  2. 최원창 (Won-Chang Choi)

    바이오차를 함유하는 탄소격리 시멘트 및 이를 이용한 시멘트 복합 조성물

    대한민국 특허출원 (연구진 관련 특허) 출원번호 10-2023-0040192 · 출원 2023.03

    배경 참고

  3. 서수연 (Soo-Yeon Seo)

    변형감지가 가능한 복합콘크리트물 및 이를 제조하는 방법

    대한민국 특허등록 (연구진 관련 특허) 등록 2021.12

    배경 참고

  4. 서수연 (Soo-Yeon Seo)

    보강재용 광센서모듈

    대한민국 특허등록 (연구진 관련 특허) 등록 2021.10

    배경 참고

개발 중 산출물

개발 중 산출물 · 데이터셋

  1. [DRAFT] Finite-element material model for biochar cement-composite concrete

    [DRAFT] Material model under development for the analysis of biochar cement-composite concrete. Confirm scope and access terms.

    준비 중

  2. [DRAFT] Materials and structural characterization dataset for biochar-graphene cement composites

    [DRAFT] Confirm dataset scope, format, and access terms.

    준비 중