초록 ▼

□ 연구개요
- 생분해성 전자소자기술은 체내에 삽입된 소자 작동이 끝난 후 2차 감염의 위험성 등이 존재하는 사후 제거수술에 대한 필요성을 없애준 점에서 체내삽입형 전자소자분야에 새로운 패러다임을 제시
- 기존의 생분해성 전자소자에 사용되는 전극소재(Mg, Zn, W, Mo 등)들은 기계적 유연성 및 피로저항성이 상대적으로 취약하여 역동적이고 반복적으로 움직이는 신체에서 안정적으로 작동하는데 어려움
- 본 연구에서는 이를 해결하기 위하여 생분해성 금속 원소인 Mg, Zn, Ca을 적절하게 조합한 비정질 금속구조를 나

□ 연구개요
- 생분해성 전자소자기술은 체내에 삽입된 소자 작동이 끝난 후 2차 감염의 위험성 등이 존재하는 사후 제거수술에 대한 필요성을 없애준 점에서 체내삽입형 전자소자분야에 새로운 패러다임을 제시
- 기존의 생분해성 전자소자에 사용되는 전극소재(Mg, Zn, W, Mo 등)들은 기계적 유연성 및 피로저항성이 상대적으로 취약하여 역동적이고 반복적으로 움직이는 신체에서 안정적으로 작동하는데 어려움
- 본 연구에서는 이를 해결하기 위하여 생분해성 금속 원소인 Mg, Zn, Ca을 적절하게 조합한 비정질 금속구조를 나노박막형태로 구현함으로써 생분해특성뿐만 아니라 기계적 유연성과 피로저항성을 모두 갖는 생분해성 전극소재를 개발 및 검증

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구에서 최초 제시하였던 정량적 목표수치와 수행한 연구결과를 비교하였을 때 아래와 같다.
1. 공동증착을 통한 생분해형 비정질 금속 박막소재 설계 (전도성 > 10⁶ S/m)
연구 결과 : 전도성 ~ 1.17 x 10⁶ S/m (200 nm 박막 형태의 전극)

2. 나노인장시험을 활용한 비정질 금속의 탄성변형률 평가 (탄성변형률 > 3%)
연구 결과 : 탄성변형률 ~ 3.2% (300 nm 도그본 형태의 시편)

3. 세포 및 조직생존율 평가를 통한 금속 소재의 생체적합성 평가 (세포/조직생존율 > 90%)
연구 결과 : 세포의 평균 생존율 ~ 97% (72시간 후)

4. 고탄성/생분해성 기판 하이브리드를 통한 생체삽입형 센서 설계/검증
연구 결과 : 3x3 온도센서어레이, 마찰전기발전기 설계 및 성능 검증

5. 반복변형 시험 후 금속의 전기저항변화 측정을 통한 제작된 소자의 피로 저항평가 (100,000번 반복연신 후 초기저항 대비 저항변화량 5% 미만)
연구 결과 : 100,000번 반복연신후 초기대비 저항 ~ 1.5% 증가 (1 Hz / 50% 변형률 조건)

6. 고탄성/생분해성 생체신호측정 (ECG) 소자 응용을 통한 동물모델 내 생체 적용성 검증
연구 결과 : 쥐의 심장표면에서 개발한 생체신호 측정소자를 통한 ECG 신호측정 여부 검증

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구에서 개발된 성과는 추후 아래와 같이 활용될 수 있을 것으로 기대됨
1. 생분해성 체내삽입형 전자소자의 전극으로 활용
생분해성과 기계적 신축성/피로저항성 갖고 있는 본 연구의 개발성과를 체내삽입형 전자소자의 전극으로 활용함으로써 기존의 체내삽입형 전자소자가 갖던 이슈인 2차 제거수술의 필요성과 기계적 내구성을 함께 해결할 수 있을 것으로 기대됨

2. 신축전자소자의 집적도 향상을 위한 무기물 기반 전극으로 활용
무기물 기반의 신축전자소자에서 신축성을 확보하기 위한 구조적으로 설계된 구불구불한 형상의 연결전극부가 차지하는 공간으로 인하여 실제 작동소자부가 차지하는 공간이 협소해져 소자집적도가 떨어지는 딜레마를 가지고 있다. 소재자체의 신축성을 향상시킨 본 연구의 개발성과를 활용한다면 신축성 확보를 위한 공간을 절약할수 있기 때문에 소자집적도를 향상시킬 수 있을 것으로 기대됨

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개발의 목적 및 필요성 ... 4
• 2) 연구개발의 목표 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 연구전략 ... 5
• 2) 연구수행과정 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 6
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 6
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 참고문헌 ... 14
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 17
• 끝페이지 ... 32