초록 ▼

□ 연구개요
유전상수제로(ENZ) 물질을 적용하여 메타센서의 유효유전상수를 효과적으로 제어하며 바이오센서의 검출감도를 극대화하고, 새로운 나노물질 기반 ENZ 하이브리드센서를 제조한다. 대면적 나노리소그래피법의 개발을 통해 적외선 영역에서 동작하는 ENZ/메타센서를 제작하고 궁극적으로 인체감염기준 이하의 우수한 검출감도를 지니는 바이러스 센서를 개발한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. ENZ 하이브리드 고감도 센서 개발: 본 연구에서는 다양한 형태의 유전상수제로 물질을 도입해 새로운 개념의 센서를 개발하고

□ 연구개요
유전상수제로(ENZ) 물질을 적용하여 메타센서의 유효유전상수를 효과적으로 제어하며 바이오센서의 검출감도를 극대화하고, 새로운 나노물질 기반 ENZ 하이브리드센서를 제조한다. 대면적 나노리소그래피법의 개발을 통해 적외선 영역에서 동작하는 ENZ/메타센서를 제작하고 궁극적으로 인체감염기준 이하의 우수한 검출감도를 지니는 바이러스 센서를 개발한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. ENZ 하이브리드 고감도 센서 개발: 본 연구에서는 다양한 형태의 유전상수제로 물질을 도입해 새로운 개념의 센서를 개발하고 다양한 감도 극대 방안을 연구하였다. (1) ENZ 기판을 이용하여 메타패턴의 유효유전상수를 조작하며, 바이러스의 고감도 검출에 활용하였다. (2) 근접장 영역에서 작동하는 메타패턴을 통해 유효검출 부피를 증대시키고, 효율을 향상시켰다. (3) 기능성 나노물질의 도입을 통해 최초로 THz ENZ 물질을 개발하고 고감도 하이브리드 센서에 적용했다.
2. 대면적 고수율 나노리소그래피 센서 제작: 이빔 리소그래피법을 이용하여 중적외선 및 THz에서 작동하는 100 nm급 ENZ 하이브리드 메타센서를 제작하고, 나노갭 적용을 통한 감도향상 효과를 검증하였다. 기존 나노리소그래피 한계를 극복하기 위해 원자층 박리 리소그래피법을 적용하여 선폭 10-20 nm급 패턴의 대면적, 고수율 제작법을 확립하고 고효율 메타센서를 개발하였다.
3. 병원성 미생물의 비표지자 분류법 개발: 박테리아, 곰팡이, 효모, 바이러스 등의 미생물이 THz영역의 유전상수에 의해 분류가 가능함을 밝혀냈었다. 박테리아의 유전상수가 곰팡이류보다 높은 값을 보였으며, 효모의 경우는 유전상수가 매우 커서 물보다 높은 값을 나타내었다. 이는 유량채널을 통한 수중환경 실험을 통해서도 검증되었으며 셀 구성성분과의 상관관계를 성공적으로 규명하였다. 이는 감염 초기 미생물 군의 빠른 판단에 실질적으로 도움이 될 것이다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구에서 제안하는 ENZ 하이브리드 센서는 새로운 개념의 실시간(real-time), 선택적(selective), 고감도(sensitive) 바이러스 검출 기술로서 기존의 모니터링 기술들과 비교해 많은 장점을 갖고 있다. 본 과제를 통해 바이러스 검출의 원천기술을 확보하고 많은 특허를 출원할 수 있을 것이며, 향후 기술 이전 및 상용화를 통해 연구영역을 넘어 실질적인 검출시스템구축에 기여하고 새로운 시장을 창출하게 될 것이다. 이러한 연구는 다양한 질환의 예방법과 치료법 개발의 토대가 되어, 질환의 조기 발견 또는 치료에 많은 도움이 될 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 1. ENZ-메타 하이브리드 센서 제작 및 바이러스 검출 ... 5
• 2. 새로운 나노갭 제조공정을 통한 검출 감도 향상 연구 ... 8
• 3. 메타센서 감도 향상법 연구 ... 12
• 4. 유전상수 기반의 미생물 분류 및 완전 비표지자 센싱 ... 15
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 17
• 4. 참고문헌 ... 18
• 5. 연구성과 ... 19
• 대표적 연구실적 ... 27
• 끝페이지 ... 42