초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 나노전기화학에서 나타나는 독특한 현상들을 센서에 응용하기 위해, 나노다공성 전극과 나노전극을 포함한 나노스케일의 전극을 사용하여 전기화학 센서 및 바이오 센서를 개발하고, 기존 센서 대비 성능을 획기적으로 개선한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
추진목표 1. 나노다공성 백금 전극을 이용한 전기화학 센서의 개발
연구 결과 - 1~2 nm의 극도록 작은 구멍을 가진 나노다공성 백금을 사용하여 반응물의 크기가 구멍의 크기에 비견할 만한 경우에, 반응물질의 크기에 따라서 전기화학적 신호

□ 연구개요
본 연구에서는 나노전기화학에서 나타나는 독특한 현상들을 센서에 응용하기 위해, 나노다공성 전극과 나노전극을 포함한 나노스케일의 전극을 사용하여 전기화학 센서 및 바이오 센서를 개발하고, 기존 센서 대비 성능을 획기적으로 개선한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
추진목표 1. 나노다공성 백금 전극을 이용한 전기화학 센서의 개발
연구 결과 - 1~2 nm의 극도록 작은 구멍을 가진 나노다공성 백금을 사용하여 반응물의 크기가 구멍의 크기에 비견할 만한 경우에, 반응물질의 크기에 따라서 전기화학적 신호를 선택적으로 증폭할 수 있는 기술을 개발하였다.
추진목표 2. 표면 처리된 나노다공성 금 전극을 이용한 바이오센서의 개발
연구 결과 - DNA로 표면 처리한 금 전극을 사용하여 은 이온을 선택적으로 고감도로 재사용도 가능한 바이오센서를 제작하였다.
추진목표 3. 나노다공성-나노 하이브리드 전극 제작 및 pH 센서 개발
연구 결과 - 나노다공성-수 마이크로 하이브리드 전극을 제작하였고, pH 센서와 작동 원리가 같은 전위차법을 이용하여 기존의 평활 마이크로 전극 대비 성능 향상을 확인하였고, 이를 신경전극으로 활용하였다.
추진목표 4. 나노다공성 물질이 포함된 전극을 탐침으로 활용하여 세포에서의 신호 측정
연구 결과 - 나노다공성 백금 신경 전극을 개발하고, 살아있는 원숭이 뇌에서의 실시간 신경 신호를 측정하여 노이즈 감소와 신경 신호 크기 증가, 신호 대 잡음비가 증가함을 확인하였다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
활용 계획
● 나노다공성 백금 전극을 신경 전극 제조에 활용하여 전극의 성능을 획기적으로 개선할 수 있다.
● DNA 기반 전기화학적 센서 설계 및 제작에 활용될 수 있으며, 은 이온 이외에도 본 연구에서 보인 센서 제작 방법은 카드뮴, 수은 등 다른 독성이 있는 중금속 물질의 측정에도 활용될 수 있다.
● 복잡한 표면 처리 과정을 거치지 않고도 반응물질 크기 기반 신호 증폭 기술을 센서나 에너지 변환 장치에 적용할 수 있다.
기대효과
● 나노다공성 전극을 사용함으로써 표면적 증가와 나노스케일의 갇힌 공간 효과로 인해 기존 센서의 감도, 선택성 같은 성능을 획기적으로 개선할 수 있다.
● 나노스케일 전극에서 일어나는 독특한 현상을 활용한 새로운 전기화학적 분석법 및 센서 개발에 기여할 수 있다.
● 나노갇힌 구조 효과에 대한 새로운 지식들은 비단 센서 뿐만이 아니라 에너지 저장 및 변환 장치, 여과 장치 분야에도 기여할 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1. 연구의 목표 및 내용 ... 4
• 1-2. 연구의 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2-1. 1차년도 연구수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2-2. 2차년도 연구수행 과정 및 수행 내용 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 10
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 10
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 참고문헌 ... 13
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 16
• 끝페이지 ... 21