초록 ▼

□ 연구개요
- 본 연구과제에서는 다중반응성의 0차원(0D) 접점이 극대화된 3차원 나노아키텍처 기반의 전기적/광학적 다중물리량 감지 소재를 구현함으로서, 기존 센서의 큰 도전 과제인 정량성과 선택성의 동시 확보 문제를 해결하고 이상적 센서에 가까운 성능을 확보하고자 함
- 복합물리량 감지센서는 분자의 흡착이라는 하나의 물리적 이벤트가 발생할 때 (1) 분자진동 스펙트럼의 광학적 검출을 통하여 선택성을 확보하며, (2) 전기적 저항 변화 감지를 통하여 정량적으로 미량의 분자 농도를 계측하는 상보적 원리를 활용함

□ 연구개요
- 본 연구과제에서는 다중반응성의 0차원(0D) 접점이 극대화된 3차원 나노아키텍처 기반의 전기적/광학적 다중물리량 감지 소재를 구현함으로서, 기존 센서의 큰 도전 과제인 정량성과 선택성의 동시 확보 문제를 해결하고 이상적 센서에 가까운 성능을 확보하고자 함
- 복합물리량 감지센서는 분자의 흡착이라는 하나의 물리적 이벤트가 발생할 때 (1) 분자진동 스펙트럼의 광학적 검출을 통하여 선택성을 확보하며, (2) 전기적 저항 변화 감지를 통하여 정량적으로 미량의 분자 농도를 계측하는 상보적 원리를 활용함

□ 연구 목표대비 연구결과
◦ 본 과제가 정의한 이상적 화학센서(Ideal chemical sensor): 임의의 Medium 내에 존재하는 다양한 Target Analyte에 대하여 완벽한 선택성(Selectivity) 및 민감도(Sensitivity)를 제공하며, 고속 측정, 정량성, 저비용성을 두루 갖춘 화학센서 소자 → 하지만 지난 수십년간의 연구개발 노력에도 불구하고 이러한 이상적 화학센서는 실현되지 못하였음
◦ 이상적 화학센서 구현을 위한「고감도/ 고선택 특성을 갖는 신개념 복합감지소재 개발」과 그의「메커니즘을 규명」하여 고성능 센서 소재 원천 기술을 확보하고「초고감도/고선택성 가스 센서」를 구현하고자 한 (그림 1 & 그림 2) 본 연구의 최종 목표를 달성함
◦ 2년 6개월의 연구기간 동안 본 과제의 중심 연구성과를 Advanced Materials지에 게재하고, 관련 요소 성과들을 Science Advances지, Advanced Functional Materials지, Advanced Science지 등의 저널에 교신저자 논문 총 7건(Cover 논문 3건)과 국내 특허 등록 1건 및 해외 출원 특허 2 건, 기술이전 1건의 성과를 도출함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 본 연구개발성과를 활용해서 궁극적으로 이루고자 하는 목표는 수많은 Biomarker들을 선택적, 정량적으로 계측할 수 있는 보편화된 기술의 개발임
- 이는 기존의 임상연구로 사용되던 호흡가스 센서의 한계를 극복 할 뿐 아니라, 각종 암, 당뇨병 등에 대한 초고속, 조기 진단과 새로운 특이성 분자에 새로운 가능성을 제시 할 수 있고, 의료 및 헬스케어 산업에 새로운 패러다임을 제공해 주는 사업이 될 것으로 예상함
- 본 연구 기술을 조기에 개발한다면 세계 최초의 호흡기반 질병 진단 기기 상용화를 실현함과 동시에 관련 시장을 선점할 수 있을 것으로 기대됨
- 본 연구팀은 후속과제 수행을 통해 보다 발전된 다중 바이오마커 정량화 소자를 개발하여 환자/정상인 혈액 샘플을 활용한 임상적 센싱 능력 검증을 실현할 계획임

(출처 : 연구결과 요약문 2p)