초록 ▼

○폴리 디아세틸렌 리포솜을 이용한 발광 센서는 다양한 생활폐기물의 소각으로 인한 다이옥신과 같은 환경호르몬의 노출 위험성을 내재하고 있으나, 이를 신속, 정확하게 고가의 측정 장비 및 고난도의 기술을 습득하지 않고도 손쉽게 누구나 생활 환경 주변의 오염도을 측정하기 위한 센서로서 rapid kit와 같이 육안으로도 확인 가능한 기술로 발전 가능성이 있을 것으로 기대 된다.
○3차원 나노MEMS기술을 활용한 복합형 센서는 소형화가 용이하며, 휴대용으로 개발 가능성이 높아 고감도 검출만 가능하다면 즉시 실용화 사업으로 전환 될수

○폴리 디아세틸렌 리포솜을 이용한 발광 센서는 다양한 생활폐기물의 소각으로 인한 다이옥신과 같은 환경호르몬의 노출 위험성을 내재하고 있으나, 이를 신속, 정확하게 고가의 측정 장비 및 고난도의 기술을 습득하지 않고도 손쉽게 누구나 생활 환경 주변의 오염도을 측정하기 위한 센서로서 rapid kit와 같이 육안으로도 확인 가능한 기술로 발전 가능성이 있을 것으로 기대 된다.
○3차원 나노MEMS기술을 활용한 복합형 센서는 소형화가 용이하며, 휴대용으로 개발 가능성이 높아 고감도 검출만 가능하다면 즉시 실용화 사업으로 전환 될수 있다. 또한 이 센서는, 농촌, 어촌, 도시 지역에까지 다양한 환경에 적용이 가능하여, 개발시 개발시 경제적 파급효과가 클 것으로 사료된다.

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 보고서 초록 ... 2
• 목차 ... 5
• 표 목차 ... 8
• 그림 목차 ... 9
• 제1장 서론 ... 12
• 제1절. 연구개발의 중요성 및 필요성 ... 12
• 1. 연구개발의 중요성 ... 12
• 가. 기술적 측면 ... 14
• 나. 사회적/경제적 측면 ... 14
• 2. 연구개발의 필요성 ... 15
• 제2절. 연구개발의 국내외 현황 ... 16
• 1. 연구개발의 국내.외 현황 ... 16
• 가. 해외기술 개발 동향시장 ... 16
• 나. 국내기술 개발 동향시장 ... 17
• 제3절. 연구개발 대상 기술의 차별성 ... 18
• 제2장 연구개발의 목표 및 내용 ... 19
• 제1절. 연구의 최종목표 ... 19
• 1. 연구개발의 최종목표 ... 19
• 2. 검출대상 ... 19
• 3. 각 오염원에 대한 배출허용치 및 검출목표 ... 19
• 4. 나노 MEMS기술을 활용한 기상/액상 복합 센서 개발 ... 20
• 가. 가스센서 부분 ... 20
• 나. 다이옥신 또는 유기염소계 살충제(endosulfan)성분 검출 센서 개발 ... 20
• 다. 개발된 센서를 이용한 필드 test ... 21
• 제2절. 연도별 연구개발의 목표 및 평가방법 ... 22
• 제3절. 연도별 연구개발의 추진체계 및 일정 ... 23
• 1. 연구개발의 추진전략 ... 23
• 2. 연차별 추진체계 ... 24
• 3. 연차별 연구수행 방법 ... 25
• 4. 연차별 연구 추진일정 ... 27
• 제3장 연구개발 결과 및 활용계획 ... 28
• 제1절. 연구개발 결과 및 토의 ... 28
• 1. 가스 센서 전극 제작 ... 28
• 가. soft lithography 기술을 이용하여 어레이화된 미세전극 제작 ... 28
• 나. Micro MEMS 공정을 활용한 전극 제작 ... 31
• 다. 전기화학적 방법을 이용한 전도성 고분자의 전해중합 ... 33
• 2. 다중검출 마이크로 유체 칩 제작 및 액상센서 제작 ... 35
• 가. 미세공기제거 및 다중검출 마이크로 디바이스 제작 및 성능 평가 ... 35
• (1) 미세공기제거 마이크로 디바이스 설계 및 제작 ... 35
• (2) 다중검출 마이크로 유체칩의 설계 및 제작 ... 37
• 3. VOC가스 및 다이옥신 검출을 위한 리셉트 제작 ... 39
• 가. Thiol 자기중합 미립자를 이용한 전해 전도성 고분자 필름 제조 ... 39
• 나. 광특성 Polydiacetylene(PCDA) polymer를 이용한 리포솜 제조 ... 40
• (1) Antibody 고정용 최적화 기능성 Lipid vesicle 설계 ... 40
• (2) Sonication 방법을 이용한 Lipid vesicle의 제조 ... 41
• (3) PCDA-Epoxy Monomer 합성 ... 42
• 4. 전도성 고분자 박막 가스 센서를 이용한 가스 검출 ... 52
• 4-1. Thio-SAMs막을 제조하기위한 화합물 합성 ... 52
• 가. PPO-calix[6]arenethiol 및 NIPAM-calix[6]arenethiol의 합성 ... 52
• 나. 4-tert-Butylcalix[6]arenethiol의 합성 ... 53
• 다. 4-carboxylmethylcalix[6]arenethiol 의 합성 ... 53
• 라. Poly(propylene oxide)의 브롬화 ... 54
• 4-2. 전기화학적 중합 방법을 이용한 전도성 고분자 필름막 제조방법 ... 54
• 가. Thiol-Self-Assembled monolayers를 이용하여 poly (pyrrole)막제조 ... 54
• 나. 각종 전도성 고분자 박막의 전해 중합 조건 ... 56
• 다. Electron dispersed spectrometry (EDS)를 이용한 조성분석 ... 57
• 라. 전자현미경 (SEM)을 이용한 표면 관찰 ... 58
• 4-3. 전도성 고분자 필름 박막의 전기화학적 특성 ... 59
• 가. 복수 공역계 모노머의 전기 화학적 특성 ... 59
• 나. 전해 중합 조건의 비교 ... 61
• 다. 전도성 고분자막의 온도에 따른 전기적 특성 변화 ... 62
• 라. 습도에 의한 전도성 고분자 필름막의 반응성 ... 63
• 4-4. Thiol-SAM 리셉트를 이용한 전도성고분자필름 막의 가스 반응도 ... 66
• 가. 암모니아 가스에 대한 반응 응답성 ... 66
• 나. 각종 가스류에 대한 반응 응답성 ... 67
• 다. Dioxin 가스 노출 시간에 따른 반응 응답성 ... 70
• 라. 산성, 염기성, 중성 가스류에 대한 가스 응답 패턴 ... 71
• 마. Thiol 수식 반응막의 가스 응답 원리 ... 72
• 4-5. Calix thiol 수식 전도성고분자 필름막을 이용한 포름알데히드 검출 ... 73
• 가.포름알데히드 가스에 대한 반응 응답성 ... 73
• 나. 3가지 박막의 각종 가스에 대한 반응 응답성 ... 74
• 5. PCDA 리포솜을 이용한 다이옥신 검출 ... 75
• 5-1. PCDA 리포솜 측정원리 ... 75
• 가. PCDA 색 변이 원리 ... 75
• 나. PCDA 리포솜의 modification ... 77
• 5-2. PCDA 리포솜 칩 어레이 방법 ... 78
• 가. PCDA 리포솜 칩 어레이에 의한 손상 정도 ... 78
• 나. PCDA 리포솜 칩 어레이에 의한 항체의 수식 ... 79
• 다. PCDA 리포솜 칩 어레이에 의한 손상에 대한 detergent의 효과 ... 80
• 라. Blocking 방법 ... 81
• 마. 외부자극의 반응시간에 따른 색변이 정도 ... 82
• 5-3. Antidioxin 항체수식 PCDA 리포솜고정화칩을 이용한 다이옥신검출 ... 83
• 가. Antibody 고정화 방법 ... 83
• 나. Antibody 고정화 확인 ... 85
• 다. 현광 현미경을 이용한 dioxin 검출 ... 85
• 라. Dioxin 검출을 위한 반응시간에 따른 감도 비교 ... 87
• 마. PCDA 센서칩의 선택성 ... 88
• 바. 시간 경과에 따른 PCDA 리포솜의 크기변화 ... 88
• 5-4. UV-vis를 이용한 이용한 다이옥신 검출 ... 89
• 가. Fiber optic을 이용한 UV-vis 관찰 ... 89
• 나. Washing 공정에 따른 항체의 고정화 정도 비교 ... 90
• 다. PCDA리포솜 센서칩의 UV-vis spectrometer ... 92
• 라. PCDA리포솜 센서칩을 이용한 dioxin의 UV spectrometer 변화 ... 92
• 6. 결론 ... 94
• 제2절. 연구개발 결과 요약 ... 95
• 제3절. 연도별 연구개발목표의 달성도 ... 96
• 제4절. 연도별 연구성과(논문.특허 등) ... 98
• 제5절. 관련분야의 기술발전 기여도 ... 99
• 제6절. 연구개발 결과의 활용계획 ... 100
• 제4장 참고문헌 ... 102