초록 ▼

연구의 목적 및 내용

생체 신호의 측정 및 이를 기반으로 한 실시간 모니터링은 행동 분석 같은 다양한 분야에 활용되고 있음. 특히 뇌와 관련된 기초 연구 및 인터페이스에 대한 분석은 그 구조 및 메커니즘을 정확히 알기 위해 다양한 방법이 활용되고 있음. 이에 해당되는 디바이스들은 활용함에 있어 불편을 최소화하기 위해 점점 소형화가 이루어지고 있으며, 단일 신호가 아닌 다수의 신호를 동시에 모니터링 할 수 있도록 하는 추세로 개발이 진행되고 있음. 하지만 많은 수의 생체 신호를 정확하게 측정하기 위해서는 이를 위한 고감도

연구의 목적 및 내용

생체 신호의 측정 및 이를 기반으로 한 실시간 모니터링은 행동 분석 같은 다양한 분야에 활용되고 있음. 특히 뇌와 관련된 기초 연구 및 인터페이스에 대한 분석은 그 구조 및 메커니즘을 정확히 알기 위해 다양한 방법이 활용되고 있음. 이에 해당되는 디바이스들은 활용함에 있어 불편을 최소화하기 위해 점점 소형화가 이루어지고 있으며, 단일 신호가 아닌 다수의 신호를 동시에 모니터링 할 수 있도록 하는 추세로 개발이 진행되고 있음. 하지만 많은 수의 생체 신호를 정확하게 측정하기 위해서는 이를 위한 고감도, 고신뢰도의 센서 개발이 필수적이라 할 수 있음. 따라서 본 연구 과제를 통해 고감도, 고신뢰의 센서 개발 및 집적화된 유연 소자에 대한 연구를 진행하고 이를 기반으로 뇌에 삽입이 가능한 형태의 랩온어칩을 구현하고자 함.

연구결과

본 과제 선정 시 평가자의 의견을 반영하여 통합된 랩온어칩 구현에 앞서 고감도, 고신뢰도의 센서 개발을 진행하였으며, 고분자 물질 기반의 나노 구조 제작 및 유연 소자 관련 기술 개발로 다기능 랩온어칩 제작에 기반이 될 수 있도록 하는 연구를 진행함.

1. 고감도, 고신뢰도의 센서 개발

● 거미의 감각 기관을 생체 모사한 고감도의 진동 감지 센서 개발
● 진동 감지 센서의 성능 향상 및 랩온어칩에 적용 가능한 박막 형태로의 개발

2. 고분자 물질의 나노 구조 제작 및 패터닝 기술 개발
● 나노 섬모 구조 제작 및 건식 접착제로의 활용

● CFL 공정을 위한 mold 및 패터닝 기술 개발
● 열을 통한 고분자 물질의 패터닝 기술 개발

3. 유연 소자 관련 기술 개발

● 전사 공정을 통한 ILED array 제작 및 관련 특성 연구
● 은 나노 와이어를 통한 유연한 전도성 기판 제작
● 그래핀의 3차원 구조 제작 및 전자 소자로의 응용
● 무선 광 자극기에 대한 연구

연구결과의 활용계획

본 과제를 통해 진행한 연구 결과를 바탕으로 뇌에 삽입 가능한 다양한 형태의 디바이스에 대한 연구를 진행 중이며, 지속적인 모니터링 및 다양한 메커니즘을 수반한 소자를 제작하여 다기능 랩온어칩의 기초 단계의 소자와 관련된 연구를 진행할 계획임. 고감도의 진동 센서를 랩온어칩에 적용할 수 있도록 기초적인 연구부터 시작하여 다양한 변수에 따른 뇌압 및 다양한 생체 신호를 측정하는 것에 활용할 예정임. 고분자 물질 기반의 나노 구조는 표면적 및 공간을 효율적으로 활용할 수 있도록 하기 때문에, 이를 기반으로 유연 소자의 집적화에 대한 연구를 진행할 예정이며, 추후 랩온어칩의 집적화까지 구현할 수 있도록 지속적인 연구를 진행할 예정임. 최종적으로 ILED 소자와의 결합을 통해 광 유전학을 접목한 형태의 랩온어칩 제작과 이를 통해 뇌와 관련된 연구에 활용할 수 있도록 최적화 하는 것을 목표로 함.

(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose& contents

Measurement and monitoring of signals from living things are applicable to various research fields. Especially, basic investigation and interface of the brain require many approach to analyze structure and mechanism. Devices are going to be moreminiaturized to reduce a lot o

Purpose& contents

Measurement and monitoring of signals from living things are applicable to various research fields. Especially, basic investigation and interface of the brain require many approach to analyze structure and mechanism. Devices are going to be moreminiaturized to reduce a lot of restriction and electronics can measure more than one signal to monitor simultaneously. However, sensing devices should have very high sensitivity to measure signals precisely. Therefore, we suggest that it is very essential to research for high sensitive sensor and integrated flexible electronics, finally fabricate lab-on-a-chip for implantation to the brain with multi-functions.

Result

We research about very sensitive sensor, patterning for nanostructure and flexible electronics for implantable lab-on-a-chip devices to the brain by reflecting opinion of appraiser, when we were chosen for this research.

1. Development of ultra-sensitive sensor

● Strain-gauge sensor by mimicking silt organ of spider
● Enhancement of sensitivity and development to ultrathin flexible electronics

2. Patterning technology to nanostructure of polymeric materials

● Hairy structure with high aspect ratio and application to dry adhesive.
● Fabrication of mold for CFL method
● Patterning technology with heat transfer.

3. Improvement of flexible electronics

● ILED arrays by transfer printing and study of its characteristics
● Flexible and electrically conductive substrate by arrangement of Ag NWs.
● Fabrication of 3 dimensional graphene structure and application to energy devices.
● Wireless stimulating devices with light.

Expected Contribution

We have researched various implantable electronics to the brain and measurement of signals for simultaneous monitoring based on results. Ultra-sensitive strain-gauge sensor would be improved for lab-on-a-device to measure various signals such as brain pressure. We will also fabricate integrated implantable devices by nano-patterning technology, because this method permit effective utilization of space. Finally, by combination with ILED devices, fabrication and optimization of lab-on-a-chip for optogenetics are future goals to research about the brain and behavioural control.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 2연구계획 요약문 ... 3연구결과 요약문 ... 4 한글요약문 ... 4 SUMMARY ... 5연구내용 및 결과 ... 6 1. 연구개발과제의 개요 ... 6 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 9 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 16 5. 연구결과의 활용계획 ... 18 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 19 7. 참고문헌 ... 20 8. 연구성과 ... 22 9. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 26 10. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 26 11. 기타사항 ... 28끝페이지 ... 28