초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구의 목표는 완전히 무선으로 사용하는 뇌-자극/측정 시스템을 위하여 유연소재로 이루어진 광자극과 전기적 측정이 가능한 탐침을 개발하고자 한다. 이러한 시스템으로 시간적인 그리고 공간적인 정밀도를 갖는 정확한 신경 자극을 할 수 있다. 특히 멤스기술로 개발되는 유연한 신경 탐침의 디자인과 공정기술에 중점을 두고자 한다.
연구내용은 광자극+전기적 측정 신경탐침 Array 개발를 개발하는데, 다공성 실리콘과 유연한 폴리머 재질을 이용하여 개발하고, 무선 광자극/측정 시스템을 개발하는데, 특히 무선

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구의 목표는 완전히 무선으로 사용하는 뇌-자극/측정 시스템을 위하여 유연소재로 이루어진 광자극과 전기적 측정이 가능한 탐침을 개발하고자 한다. 이러한 시스템으로 시간적인 그리고 공간적인 정밀도를 갖는 정확한 신경 자극을 할 수 있다. 특히 멤스기술로 개발되는 유연한 신경 탐침의 디자인과 공정기술에 중점을 두고자 한다.
연구내용은 광자극+전기적 측정 신경탐침 Array 개발를 개발하는데, 다공성 실리콘과 유연한 폴리머 재질을 이용하여 개발하고, 무선 광자극/측정 시스템을 개발하는데, 특히 무선 전력전송하는 회로를 개발하여, 최종에는 융합된 시스템으로 동물실험을 하고자 한다.

□ 연구결과
◯ 유연한 신경전극 개발
- 유연한 폴리머(Polyimide) 신경전극 제작 및 해석 (SCI 2014)
- 생분해성 다공성 실리콘 재료 제작 및 특성 분석 (SCI 2014)
- 생분해성 다공성 실리콘 신경전극 뼈대 약물전달 특성 분석 (SCI 2014)
- 생분해성 다공성 실리콘 신경전극 뼈대 8인치 웨이퍼로 제작 (SCI 2016)
- 잉크젯 공정을 이용한 폴리머 신경전극 제작 공정 개발중

◯ 무선전력전송 기술 개발
- RF 영역대(915 MHz)의 고주파 신호를 통하여 무선으로 10 cm에서 50 cm 까지 최대 1 mW까지 전달할 수 있는 무선 전력전송 기술 개발함 (+20 dBm 입력전력)
- 임피던스 매칭된 회로를 설계하고 인쇄기판을 제작하여 실험하여 회로 전력의 효율적인 전달상태를 알 수 있는 S11 변수를 측정하여 –10 dB이하로 결과를 가짐

□ 연구결과의 활용계획
◯ 유연한 신경전극 개발
- 생분해성 다공성 실리콘 제작 기술은 약물전달, 나노기공 필터, 나노와이어 제작 등에 널리 이용될 수 있는 공정임. 후속과제에서도 이를 이용하여 새로운 신경전극에 이용 계획
- 폴리머 기반, 특히 개발중인 잉크젯 공정을 이용한 신경전극은 현재 사용되고 있는 실리콘 재료의 한계를 극복할 차세대 기술임
- 폴리머기반 센서 기술을 더욱 개발하여 신뢰성 있는 저가의 센서개발에 쓰일 수 있고, 후속과제에서 개발하고자 함

◯ 무선전력전송 기술 개발
- 무선전력전송은 빅데이터를 수집하는 센서 네트워크, 체내에 이식되는 또는 신체에 부착되는 웨어러블 센서기술에 꼭 필요한 기술임.
- 현 과제에서 개발한 RF 영역대의 안테나를 이용한 기술은 현재에는 포집되는 전력이 적어서 한계가 있지만, 저장기술과 함께 개발하면 현재 사용되는 RF 코일기반의 기술의 무선 전송 거리의 한계를 극복하는 데에 유망함
(출처:요약문 5p)

Abstract ▼

□ Purpose& contents
This study aims to develop a totally wireless mixed modality (optical+electrical) flexible probe system for untethered animal study. With this system, neural stimulation with high spatial and temporal precision can be made. Specific emphasis will be on the design and the new f

□ Purpose& contents
This study aims to develop a totally wireless mixed modality (optical+electrical) flexible probe system for untethered animal study. With this system, neural stimulation with high spatial and temporal precision can be made. Specific emphasis will be on the design and the new fabrication process for the flexible microprobe made using MEMS technology.
The research contents include optical +electrical flexible neural probes, using nano-porous silicon. The wireless communication and power transfer development relies on commercial communication equipment and the RF power transfer technology developed in this work.

□ Result
◯ Flexible neural probes development
- Flexible polyimide neural probes fabrication and analysis (SCI 2014)
- Bio-degradable porous silicon fabriation and biocompatibility analysis (SCI 2014)
- Bio-degradble porous silicon probe frabrication and drug delivery capability analysis (SCI 2014)
- Bio-degradble porous silicon probe frabrication using 8inch wafers (SCI 2016)
- Polymer neural probe fabrication using inkjet process
◯ Wireless power transfer technology development
- 1mW power transfer (20 dBm input) using RF (915 MHz) frequency signals with a distance of 10 cm to 50 cm
- Circuit development using impedance matching network. Circuit was designed and fabricated using PCB.

□ Expected Contribution
◯ Flexible neural probes development
- Bio-degradable porous silicon fabrication technology can be used for drug delivery, nanoporous filters, and nanowire fabrication.
- Polymer based fabrication can overcome limitation of silicon based technology.
- Polymer based sensor technology can be used for developing low cost, robust sensors.
◯ Wireless power transfer technology development
- Wireless power can be used for sensor networks for big data collection, implantable or wearable applications
- The RF power transfer technology developed in this project can be used with power storage technology and this will broaden the applications in many fields.
(출처:Summary 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 3연구계획 요약문 ... 4연구결과 요약문 ... 5 한글요약문 ... 5 SUMMARY ... 6연구내용 및 결과 ... 7 1. 연구개발과제의 개요 ... 7 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 13 5. 연구결과의 활용계획 ... 15 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 15 7. 참고문헌 ... 16 8. 연구성과 ... 17 9. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 20 10. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 20 11. 기타사항 ... 20끝페이지 ... 20