초록 ▼

연구의 목적 및 내용
● 3차원 나노구조체에 폴리다이아세틸렌 센서를 고정화시켜, 높은 감도를 나타내는 폴리다이아세틸렌 공액고분자 센서의 신호증폭 기능에 관한 원천기술 연구.
● 연구의 1차 년도는 반도체 공정, 전기방사, meniscus-guide 방법을 이용한 3차원 나노구조체를 제작, 2차 년도는 3차원 나노구조체상의 폴리다이아세틸렌 고정화 연구,그리고 3차 년도에는 3차원 폴리다이아세틸렌 센서의 신호증폭 현상 연구에 집중함.

연구결과
1차년도:
● 기능성 3차원 나노구조체 제조
- 반도체

연구의 목적 및 내용
● 3차원 나노구조체에 폴리다이아세틸렌 센서를 고정화시켜, 높은 감도를 나타내는 폴리다이아세틸렌 공액고분자 센서의 신호증폭 기능에 관한 원천기술 연구.
● 연구의 1차 년도는 반도체 공정, 전기방사, meniscus-guide 방법을 이용한 3차원 나노구조체를 제작, 2차 년도는 3차원 나노구조체상의 폴리다이아세틸렌 고정화 연구,그리고 3차 년도에는 3차원 폴리다이아세틸렌 센서의 신호증폭 현상 연구에 집중함.

연구결과
1차년도:
● 기능성 3차원 나노구조체 제조
- 반도체 공정을 통해 silicon wafer상에 pillar 구조체를 제조하였으며, 그 위에 CVD 및 수열합성을 이용해 network, branch 형태의 3차원 나노구조체 제조.
- 기능기를 지니는 고분자를 이용하여 3차원 적층구조의 나노 섬유 구조체를 제조.
- Meniscus-Guide법으로 자기 조립된 폴리다이아세틸렌 나노와이어 제조.

2차년도:
● 3차원 나노구조체를 이용한 폴리다이아세틸렌 센서 고정화 연구
- Pillar 구조 기반의 3차원 나노구조체 및 전기방사법을 이용하여 제작한 나노섬유 구조체에 센서물질인 폴리다이아세틸렌(PDA) vesicle 고정화.
- 고정화된 PDA vesicle이 센서테스트 조건(수용액, 1시간)에서 안정함을 확인.
- 다이아세틸렌 용액을 사용하여, 폴리다이아세틸렌 나노와이어 어레이 제조.

3차년도:
● 3차원 폴리다이아세틸렌 센서 신호증폭 현상 연구
- 3차원 Pillar 구조체 및 나노섬유 구조체에 고정화된 PDA vesicle이 사이클로덱스트린,DNA,　VOCs 등의 자극에 의해 신호증폭이 발생함을 관찰.
- 다이아세틸렌 용액으로 제조한 PDA 나노와이어 어레이 상에서 표적단백질에 의한 신호증폭이 발생함을 관찰.
- 기존 2D 폴리다이아세틸렌 센서의 100-1000배 가량의 신호증폭이 나타남을 확인

연구결과의 활용계획
● 3차원 나노구조체를 이용한 고감도 폴리다이아세틸렌 센서 시스템은 그동안 지적되어 온 폴리다이아세틸렌 센서분야의 과학적 난제를 해결하는 측면에서 큰 파급효과가 예상되고, 센서 설계의 새로운 방법을 제시함.
● 본 연구의 개발 대상인 3차원 공액고분자 센서는 정밀화학, 환경, 보건의료, 식폼 및 생물공정 등 여러 산업분야에 활용될 수 있으며, 원천기술확보를 통한 기술이전을 활성화 하면 화학센서 분야에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 보임

( 출처 : 한글요약문 4p )

Abstract ▼

Purpose&contents
● Signal amplification studies of polydiacetylene(PDA) based conjugated polymer sensors with high sensitivity, by immobilization of PDA on 3D nanostructures.
● 1^st year is focused on fabrication of functional 3D nanostructures; 2^nd year is focused on immo

Purpose&contents
● Signal amplification studies of polydiacetylene(PDA) based conjugated polymer sensors with high sensitivity, by immobilization of PDA on 3D nanostructures.
● 1^st year is focused on fabrication of functional 3D nanostructures; 2^nd year is focused on immobilization of PDA on 3D nanostructures; 3^rd year is focused on studies of signal amplification phenomena occurred in 3D PDA sensor system.

Result
1^st Year:
● Fabrication of Functional 3D Nanostructures
- Fabrication of network and branch type of 3D nanostructures using CVD process and hydrothermal synthesis on 3D pillar structures.
- Fabrication of 3D multi-layered nanofiber structures using functional polymers
- Fabrication of self-assembled PDA nanowires using a meniscus-guide method.

2^nd Year:
● Immobilization of Polydiacetylene (PDA) Sensor using 3D Nanostructures
- PDA vesicles were immobilized on pillar-based 3D nanostructures and electrospun nanofiber structures.
- Confirmed the stability of immobilized PDA vesicle under sensor test condition
- Fabrication of PDA nanowire arrays.

3^rd Year:
● Studies on Signal Amplification Phenomena of 3D PDA Sensors
- Observed signal amplification of PDA vesicles immobilized on 3D structures and PDA nanowire arrays when exposed to stimuli such as cyclodextrin, DNA, VOCs, and target protein.
- Confirmed that 3D PDA sensor platform enhances signal intensity 100 to 1000 times higher than conventional 2D PDA systems.

Expected Contribution
● Highly sensitive PDA sensor system using 3D nanostructures is expected to make major contribution in the field of PDA sensor studies that solves the scientific difficulty which had been consistently challenged so far, and suggests novel methods of sensor design.
● 3D conjugated polymer sensor developed in this study can be utilized as potential applications in areas such as fine chemistry, environment, public health, food, and biological processing.

( 출처 : SUMMARY 5p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 13
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 25
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 27
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 27
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 29
• 8. 참고문헌 ... 29
• 9. 연구성과 ... 30
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 44
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 44
• 12. 기타사항 ... 45
• 별첨1 대 표 연 구 실 적 ... 46
• 별첨2 세부 목표 관련 증빙 ... 61
• 끝페이지 ... 88