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나노캐리어 양분 전달
100nm 이하의 나노 입자 캐리어가 양분을 캡슐화하여 뿌리 및 잎·줄기 표면까지 효율적으로 전달합니다. pH 반응형 방출 설계로 양분 이용 효율을 30% 이상 개선합니다.
나노소재 융합 기술로 양분 전달 효율을 극대화하고 토양 생태를 보존하는 여섯 가지 메커니즘. nanoagtech의 모든 제품은 이 여섯 가지 핵심 기술을 조합하여 작물 생육 단계별 최적의 솔루션을 제공합니다.
100nm 이하의 나노 입자 캐리어가 양분을 캡슐화하여 뿌리 및 잎·줄기 표면까지 효율적으로 전달합니다. pH 반응형 방출 설계로 양분 이용 효율을 30% 이상 개선합니다.
그래핀 나노시트 층간 구조에 양분을 저장하여 30~60일간 서서히 방출합니다. 강우로 인한 비료 유실을 40% 이상 감소시키고 추비 횟수를 절감합니다.
나노 미네랄과 유용 미생물(Bacillus, Pseudomonas 등) 융합 제제가 토양 미생물 생태를 복원하고 염류집적을 25% 이상 완화하며 인산 가용화로 작물 스트레스를 저감합니다.
(1) 나노유체 & Wicking Flow 효과: 미세한 공극(모세관 및 메조포어) 내부로 수용액이 기포(Air cavity) 없이 매끄럽고 원활하게 침투하도록 돕습니다.
(2) 보습성 향상: 토양 콜로이드 표면 공극에 수분이 꽉 채워짐으로써 수분 증발을 막아줍니다.
(3) 자유 토양수 염 농도 감소: 수분이 공극으로 들어갈 때 염류 양·음이온의 공극 침투를 유도하여, 식물이 직접 접하는 자유 토양수(Free soil water)의 염 농도를 낮춰줍니다.
(4) 염류 피막 방지: 건조기에 토양 표면에 단단하게 생기는 염류 불투수성 피막 형성을 막아 토양 통기성과 수분 흡수력을 유지시킵니다.
(1) 잔뿌리 수분 흡수 촉진: Wicking flow 효과로 잔뿌리가 미세 공극 속의 자유 토양수를 더 쉽게 흡수합니다.
(2) 전기 이중층 이온 이동 원활화: 수분을 둘러싼 전기 이중층으로 인해 부피가 커진 이온들이 물 분자와 함께 잔뿌리 내부로 쉽게 이동할 수 있도록 지원합니다.
그래핀 양자점은 수십~수백 개의 효소가 뭉친 대형 효소 복합체 사이 모세간극에 직접 침투하여 촉매 역할을 수행합니다.
(1) 전자·양성자·대사물질의 고속 통로 역할: 나노 탄소 구조가 전자 및 양성자 전달, 중간 대사물질의 이동을 획기적으로 향상시킵니다.
(2) ATP 생성 증대: 에너지 전달체인 ATP 생성을 대폭 늘려 작물의 호흡, 탄수화물·단백질·핵산 합성을 활성화합니다.
(3) 증산작용 및 수분 흡수 선순환: ATP 에너지로 증산작용이 활발해지면, 뿌리가 토양수를 끌어올리는 원동력이 강화되어 전체적인 수분·영양 흡수율이 높아집니다.
(4) 광합성 효율 극대화: 광합성 효소 복합체 내부 반응 속도를 높여 염류 스트레스 상황에서도 안정적인 광합성량을 확보합니다.
기존 시비 방식과 나노소재 융합 기술의 핵심 차이점. 모든 데이터는 실증 농가 필드 테스트 결과입니다.
| 비교 항목 | 기존 비료 | nanoagtech 나노 기술 |
|---|---|---|
| 양분 이용 효율 | 30~40% (대부분 유실) | 70% 이상 (나노캐리어 표적 전달) |
| 방출 패턴 | 즉시 용출 (초기 과잉, 후기 부족) | 30~60일 서방형 방출 (그래핀 복합체) |
| 비료 유실률 | 강우 시 50~70% 유실 | 유실률 40% 이상 감소 |
| 시비 횟수 | 2~4회 추비 필요 | 기비 1회 + 선택적 1회 |
| 토양 영향 | 염류집적, 미생물 감소 | 미생물 생태 복원, 염류 완화 |
| 흡수 경로 | 뿌리 흡수 only | 뿌리 + 잎/줄기 이중 경로 |
| 환경 부하 | 지하수 오염, 온실가스 발생 | 친환경, 생분해성 캐리어 |
실증 농가 필드 테스트를 통해 검증된 nanoagtech 기술의 핵심 지표.*
* 데모 데이터 - 실증 결과에 기반한 목표 수치입니다.
나노캐리어가 양분을 캡슐화하여 잎과 줄기 표면까지 전달하고, 기공 및 표피 세포를 통해 흡수된 양분이 체관부를 통해 전 작물체로 이동하는 융합 시스템입니다.
나노캐리어가 양분을 캡슐화하여 잎과 줄기 표면에 도달시키고, 기공과 표피 세포를 통해 흡수시킨 후, 체관부를 통해 전 작물체로 양분을 이동시키는 3단계 융합 시스템입니다.
엽면시비된 나노캐리어는 잎 표면의 왁스층(cuticle)을 투과하기 위해 계면활성 성분과 함께 설계되었습니다. 100nm 이하의 입자 크기로 잎 표면의 미세 구조를 따라 확산되며, 표면 장력을 낮춰 잎에서 떨어지지 않고 부착됩니다. 습윤제 첨가로 잎 표면 접촉 면적을 극대화합니다.
나노캐리어가 잎 기공(stomata)을 통해 내부 조직으로 진입하고, 표피 세포의 세포벽을 투과하여 세포내로 흡수됩니다. 캐리어는 식물 세포내 효소에 의해 분해되어 양분을 방출합니다. 이 경로는 뿌리 흡수와 달리 토양 조건에 영향을 받지 않고 빠르게 양분을 공급할 수 있습니다.
흡수된 양분은 잎의 체관부(phloem)를 통해 전 작물체로 이동합니다. 광합성 산물의 이동 경로를 따라 양분이 이동하므로 생육이 활발한 부위(생장점, 과실, 뿌리)에 우선적으로 공급됩니다. 이 메커니즘은 뿌리 시비와 결합하여 이중 양분 공급 체계를 구축하여 작물 생육을 극대화합니다.
나노캐리어가 양분을 캡슐화하여 뿌리 표면까지 전달하고, 그래핀 복합체가 양분을 서서히 방출하며, 미생물 제제가 뿌리 생태를 활성화하는 3단계 융합 시스템입니다.
나노캐리어가 양분을 캡슐화하여 뿌리 표면까지 전달하고, 그래핀 복합체가 양분을 서서히 방출하며, 미생물 복합체가 뿌리 생태를 활성화하는 3단계 융합 시스템입니다.
100nm 이하의 생분해성 나노 입자가 질소·인·칼륨 및 미량요소를 캡슐화합니다. 캡슐화된 양분은 토양 수분과 접촉해도 즉시 용출되지 않고 안정적으로 보관됩니다. 캐리어 표면에는 뿌리 분비물에 반응하는 표적 인식 리간드를 부착하여 뿌리 근처에서 선택적으로 방출됩니다.
캡슐화된 양분이 토양 수분과 모세관 현상을 따라 뿌리 표면까지 이동합니다. 뿌리 근처에 도달하면 뿌리 분비물(유기산, 효소)의 pH 변화에 반응하여 캡슐이 열리고 양분이 서서히 방출됩니다. 그래핀 복합체가 이 과정에서 방출 속도를 조절하여 30~60일간 지속 공급합니다.
방출된 양분과 함께 공급되는 유용 미생물(Bacillus subtilis, Pseudomonas fluorescens 등)이 뿌리 부근에 정착하여 식물생장촉진균(PGPR) 역할을 합니다. 인산 가용화 효소를 분비하여 토양 내 불용성 인을 식물이 흡수 가능한 형태로 전환하고, 병원균에 대한 길항 작용으로 작물 건전성을 유지합니다.
nanoagtech 제품에 사용되는 핵심 나노소재의 특성과 규격.
Graphene oxide, Reduced graphene · 서방형 방출
탄소 원자가 육각형 벌집 구조로 배열된 2차원 나노시트. 높은 비표면적과 흡착력으로 양분을 저장하고 서서히 방출합니다.
Graphene Nano-Carrier · 양분 전달
그래핀, 나노카본 기반의 생분해성 나노입자. 양분을 캡슐화하고 pH 반응형으로 양분을 서서히 방출합니다.
Nano-matal · 서방형 방출
100nm 이하의 나노입자가 물관과 체관을 통해 생장점까지 직접 이동해 서서히 이온화되며 방출합니다.
nanoagtech 나노소재 융합 기술의 특징
뿌리를 통한 기비 시비와 잎·줄기를 통한 엽면시비를 결합한 이중 양분 공급 체계입니다. 토양 환경이 불량하거나 뿌리 기능이 저하된 상황에서도 엽면 경로를 통해 양분을 신속하게 공급할 수 있습니다.
나노캐리어는 그래핀과 나노카본 기반으로 제조되어 토양과 식물 체내에서 100% 생분해됩니다. 그래핀 복합체도 생태독성이 없는 농도로 설계되어 토양 미생물 생태에 부정적인 영향을 주지 않습니다.
pH 반응형 캐리어와 뿌리 분비물 반응형 리간드를 결합하여 양분 방출을 정밀하게 제어합니다. 식물이 양분을 필요로 할 때 방출하고, 불필요할 때 보관하여 비료 효율을 극대화합니다.
나노 미네랄과 유용 미생물을 동시 공급하여 시너지 효과를 창출합니다. 미생물이 나노 미네랄을 급원으로 활용해 정착률을 높이고, 나노 입자가 미생물의 생존력을 보조하여 안정적인 효과를 발현합니다.
칼슘과 마그네슘은 식물에 필수적인 2차 다량원소이다. Mg는 식물의 광합성에 관련된 모든 효소의 activator로 식물의 후기 생육, 열매의 여뭄새, 과실의 당도를 증가시키며, 또 불용성 인산을 녹이고(MgHPO4) 동해를 방지하며 병충해(노균병 등)에 대한 저항력을 높인다. HPO4 2- + Mg2+ = MgHPO4 ; K = [MgHPO4] / [HPO4 2-][ Mg2+] = 30 Ca는 세포 내 에너지대사를 활성화시키고 세포벽을 강화시켜 내병성과 보존성에 필수적이다. 또 일시 저장된 탄수화물을 저장기관으로 옮겨 집적시킨다. 과수, 과채류에서 착색, 성숙불량, 수분 및 유기산과다, 당도저하, 과육의 연화, 광택 및 향기부족을 해결하며, 엽채류에서 문고병이나 결구불량을 막는다. 또 팁번(tip burn) 현상을 방지하여 딸기의 신초와 런너 끝이 타는 증상을 막고 배꼽썩음(토마토, 옥살산이 원인), 끝 썩음(고추), 고두병(사과), 무, 감자의 바람이 드는 것을 막고, 각종 병충해에 대한 내병성과 보존성에도 필수적이다.
Ca2+, Mg2+는 CaHPO4, Ca(OH)2, Mg(OH)2, CaCO3, MgCO3, CaSO4 같은 대표적인 난용성 물질이 되어 토양에서 불용화된다. 또 뿌리에서 이온 교환으로 흡수되어 물관 내 세포막의 pectin과 결합하여 세포막을 구성하고 이동성이 극히 제한된다. Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3+H2O, Ca2++2 HCO3→ CaCO3 + H2O + CO2 상온 물 100g에 대한 용해도 : Ca(NO3)2 120g CaCO3-1.3mg, Ca(OH)2-710mg, CaSO4-200mg, Ca3 (PO4)2-2.6mg 이에 산화물을 곱게 갈거나, 강산이나 강알칼리 조건에서 용해시키거나, 킬레이팅 물질을 첨가시키는 등 많은 시도를 하나, 토양에서 불용화되고, 식물체 내에서 쉽게 흡착되어, 다량 사용하여 환경 문제를 야기한다.
* 당사의 새로운 칼슘/마그네슘제는 중심에 있는 금속성 Ca/Mg cluster가 지속적으로 수화되어 100nm 이하의 크기를 갖는 미세 콜로이드. 수화물 일부가 해리되어 pH11 정도의 안정한 염기성 콜로이드(Ca0.15%, Mg0.3% 용액)
☞ 표면적이 100배 이상 증가하여 미량 농도에도 즉각적인 효과를 나타나며, 특히 칼슘 이동이 어려운 혹서기에도 과수류의 엽면시비에 효과적이다.
* 자연계에는 다량으로 존재하고 식물에서 필수기능을 하나, 용해도가 매우 낮고 쉽게 소모되어 결핍장애를 유발하는 3대 원소를 nano화
* 공생 및 아포플라스틱 경로를 통한 잎과 뿌리를 통한 오염 물질 흡수(갈색점) (출처 : Lv et al. 2019)
☞ 생산량 : 개화기 전후 NPK 비율이 매우 중요하다.
* 세포 내외 Ca2+ 농도 차 (~1만 배) / * 칼슘은 대부분 세포막에 흡착
☞ 생산량 : 개화기 전후 NPK 비율이 매우 중요하다.
* 세포 내외 Ca2+ 농도 차 (~1만 배) / * 칼슘은 대부분 세포막에 흡착
☞ 1000nm 이상 크기는 매우 큰 덩어리로 침전된다.
* 세포 내외 Ca2+ 농도 차 (~1만 배) / * 칼슘은 대부분 세포막에 흡착
☞ 철은 생체흡수후 Fe2+-nicotineamide(세포질), Fe2+-citrate(물관) 형태로 이동한다. Mg2+, Fe2+은 세포내 소기관에서 Heme-Mg2+(엽록소), Heme-Fe2+(미토콘드리아) 형태로 안정화
* The characteristics of Ca2+, Mg2+, Fe2+ uptake
☞ 당사 독자 nano Ca 소재는 일반 Ca2+의 1/1,000 농도에서도 비교할 수 없는 효능(신물질 수준)
원료 검수부터 출하까지 전 공정에서 엄격한 품질 기준을 적용합니다.
로트 추적 시스템
나노소재 융합 기능성 비료 분야의 핵심 연구 성과.*
이중하우스 최상 공간에 열풍을 넣어 그 공간의 열로 인해 외부하우스 지붕에 쌓이는 눈을 즉시 녹여주는 원리.
특허 제10-1594068호본 기술 특유의 혁신적 효과는 탄소 시트구조의 미끄러짐 효과를 활용한 엔진오일 코팅제로 혁신적 표면처리 기술을 사용하여 제조되는바, 표면을 CNP로 변성시켜 그래핀-유사 구조로 만드는바, 이는 미끄러짐 효과를 발휘해줌으로써 CNP 나노층이 경질화되는 것을 방지함으로써 장기적인 사용 시 엔진이 뻑뻑해지는 문제점을 극복한 것이 핵심 노하우이다.
상표-2014-0064270본 기술은 무적성 농업용 필름의 제조방법에 관한 것으로서, 전해질이 첨가된 다가알코올 용액에 한 쌍의 흑연전극을 담그고 상기 전극 사이로 0.1 내지 2 kV 전압의 교류전기를 가하여 나노탄소를 합성하는 단계; 생성된 나노탄소가 분산된 상기 용액에 탄소수 8 내지 18의 고급 지방산을 1:1 내지 1:5 중량비로 혼합하고 150 내지 200℃ 온도에서 2 내지 5 시간 반응시켜 부가 반응 생성물을 얻는 단계; 및 폴리머 100 중량부당 상기 부가반응생성물을 1 내지 10 중량부를 혼합한 후 용융압출하여 필름을 형성한다.
특허 10-2014-0092202 출원본 기술은 기존의 농업용 필름에 항균성을 부여한 농업용 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 항균성을 부여하기 위해 평균입경이 1 내지 10 nm인 구리 나노입자를 0.001 내지 1 중량%의 함량으로 폴리머에 분산시켜 성형시킨 농업용 필름에 대한 것이다. 본 발명에 따른 농업용 필름은 스타필로코크스 아우레스 균에 대해 99.5%의 항균성을 가지는 것으로 나타났다
특허 10-2014-0092203 출원이 기술은 종래 화학 비료의 과다 사용으로 인한 부작용을 최소화하면서 수목의 성장을 촉진시키며 농작물의 생산을 증가시킬 수 있는, 친환경 식물 성장 촉진을 위한 활성 성분으로서의 그래핀의 새로운 용도를 제공하기 위한 것이다. 그래핀을 엽면시비 방식 또는 토양에 뿌려주는 방식으로 초본식물 및 목본식물에 시비함으로써, 그 결과 식물의 발아 및 성장이 유의미하게 개선됨을 확인하였다.
특허 10-2017-0108546 출원본 기술은 그래핀을 함유한 수지 조성물을 가공하여 농작물의 포장용 필름으로 제공하기 위한 것이다. 그래핀을 에폭시 수지에 분산시킨 후 압출장치를 이용하여 저밀도 폴리에틸렌에 용융 혼합하여 얻은 펠렛을 필름으로 가공하여 바나나 및 대파의 보관을 위한 포장재질로 사용하였다. 그 결과 상기 농작물의 변색 및 부패의 진행이 현저하게 늦추어짐을 확인하고, 이에 기술개발을 완성하였다.
특허 10-2017-0170551 출원본 기술은 그래핀 및 산화게르마늄 나노입자를 함유한 수지 조성물을 필름으로 가공하여 농작물의 포장용 필름으로 제공하기 위한 것이다. 본 발명자들은 그래핀 및 산화게르마늄 나노입자를 에폭시 수지에 분산시킨 후 압출장치를 이용하여 저밀도 폴리에틸렌에 용융 혼합하여 얻은 펠렛을 필름으로 가공하여 바나나 및 대파의 보관을 위한 포장재질로 사용하였다. 그 결과 상기 농작물의 변색 및 부패의 진행이 현저하게 늦추어짐을 확인하고, 이에 기술개발을 완성하였다.
특허 10-2017-0170552 출원본 기술명은 그래핀을 함유한 수지 조성물을 가공하여 열차단 성능이 우수한 농업용 필름으로 제공하기 위한 것이다. 그래핀을 에폭시 수지에 분산시킨 후 압출장치를 이용하여 EVA 수지에 용융 혼합하여 얻은 펠렛을 필름으로 가공하였다. 본 필름은 자외선 영역에서의 광흡수 기능이 현저하고, 5~25 ㎛ 영역의 원적외선을 흡수하는 기능이 컨트롤 필름에 비하여 현저하게 증진된 것으로 분석되었다. 이러한 광 특성은 농업용 필름으로서 요구되는 열차단 기능을 강화해줄 수 있다. 이에 필름을 개발하였다.
특허 10-2017-0170553 출원Project Narrative
1.Introduction California's agricultural regions and the Gulf of Mexico face interconnected challenges of severe salinity and over-fertilization resulting in nutrient runoff that demand innovative solutions. Our project leverages cutting-edge graphene-based nanotechnology to address these issues simultaneously, offering a transformative approach to sustainable agriculture and ecosystem restoration.
2.Project Overview: Our research uniquely combines graphene-based nanomaterials with soil science and agricultural expertise to develop a dual-action solution: Salinity Mitigation: Graphene-based soil amendments will improve soil structure and enhance plants' salt tolerance, potentially restoring productivity to salt-affected lands. Nutrient Management: Nano-fertilizers will optimize nutrient uptake efficiency, reducing runoff and its downstream environmental impacts. 3.Research Objectives Verify whether normal or increased crop yields are obtained when using nano-fertilizers for cultivating crops in salt-accumulated soils Measure the electrical conductivity of the soil before and after crop cultivation to verify if the salinity level decreases.
미국 조지아주 정부과제 GRANT APPLICATION 9-18-24 선정* 데모 데이터 - 실제 성과를 기반으로 한 목표 수치입니다.