초록 ▼

연구개요
∙ 정전기적 가스흡착 능력을 갖는 인공 초격자 가스감응 신소재 설계
∙ Biomarker 가스(아세톤, 아세트알데히드, 포름알데히드)에 대한 고감도, 고선택성 확보 및 감응기구 규명
∙ 질병 진단용 고성능 호기센서 개발 및 최적화

연구 목표대비 연구결과
<연구목표>
본 연구는 우수한 정전기적 가스흡착 및 전기화학 특성을 갖는 인공 초격자 기반 가스감응 신소재를 개발하고, 질병 진단용 Biomarker 가스(아세톤 등)를 고감도, 고선택적으로 검출하는 고성능 호기센서를 구현하는 것을

연구개요
∙ 정전기적 가스흡착 능력을 갖는 인공 초격자 가스감응 신소재 설계
∙ Biomarker 가스(아세톤, 아세트알데히드, 포름알데히드)에 대한 고감도, 고선택성 확보 및 감응기구 규명
∙ 질병 진단용 고성능 호기센서 개발 및 최적화

연구 목표대비 연구결과
<연구목표>
본 연구는 우수한 정전기적 가스흡착 및 전기화학 특성을 갖는 인공 초격자 기반 가스감응 신소재를 개발하고, 질병 진단용 Biomarker 가스(아세톤 등)를 고감도, 고선택적으로 검출하는 고성능 호기센서를 구현하는 것을 목표로 함
∙ 페로브스카이트 계 나노시트 및 비 페로브스카이트 계 나노시트 총 4종 이상 합성
∙ 자발분극 인공 초격자 2종 이상 확보
∙ 고감도 인공 초격자 2종 이상 합성
∙ Thermal desorption spectroscopy 분석 등을 통해 특정 가스 감응에 유리한 초격자 구조 및 분극배향 제시
∙ 고선택화 촉매 2종 이상 설계
∙ 가스감응 초격자 후속연구 기반 확립
<연구결과>
본 연구를 통해 우수한 자발분극 특성을 갖는 인공 초격자 기반 가스감응 신소재 2종을 개발했으며, 당뇨 진단에 활용할 수 있는 호흡 아세톤을 타 가스 대비 고감도, 고선택적으로 검출할 수 있는 호기센서를 구현하였음
∙ Ti_0.87O₂(TO), Ca₂Nb₃O₁₀(CNO), Ti_0.8Co_0.2O₂(TCO), Sr₂Nb₃O₁₀ 나노시트 4종 합성
∙ TO/CNO/TO/CNO/TO 및 TCO/CNO/TCO/CNO/TCO 초격자 2종 확보
∙ 아세톤 감응 TO/CNO/TO/CNO/TO(가스 감도: 4%) 및 TCO/CNO/TCO/CNO/TCO (가스 감도: 3%) 센서 2종 개발
∙ Temperature-programmed desorption 분석을 통한 강유전 소재(ε-WO₃)의 아세톤 가스 감응기구 규명
∙ 아세톤 고선택화 촉매 Ti(선택성: 20배 이상) 및 Nb(선택성: 10배 이상) 설계
∙ 표면 탄성파 기반 초격자 센서 후속연구 기반 확립

연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
<연구개발결과의 중요성>
∙ 인공 초격자 제조법 및 조성/적층구조 제어전략 확보를 통한 응용성 확장
∙ 정전기적 가스흡착 개념 도입을 통한 고감도, 고선택 아세톤 감지 소재/센서 개발
∙ 가스 감응소재의 자발분극 특성과 가스 감도 간의 상관관계 이해
∙ 저비용 당뇨 진단센서 개발에 활용 가능한 원천기술 개발
<연구개발성과의 활용계획>
∙ 수요가 있는 기업에 아세톤 감지소재 및 센서기술 관련 기술이전 추진
∙ 인공 초격자의 가스 감응소재로서의 장점 극대화를 위한 후속연구 진행
∙ 전계효과 트랜지스터, 자기광학소자, 리튬이온 이차전지, 적층 세라믹 콘덴서 등의 분야로 인공 초격자의 응용성 확장 시도
<연구개발성과의 기대효과>
∙ 신개념 자발분극 가스 감응소재 설계 기술 개발을 통한 새로운 연구분야 창출
∙ 초기 연구단계인 호기 아세톤 센서 설계기술 선점을 통한 질병 진단센서 시장 선도
∙ 정확성, 휴대성, 기능성이 극대화된 고성능 가스센서 구현 및 응용성/시장성 확장
∙ 호기 분석을 통한 원격 진료 등의 스마트 의료 혁신 촉진, 국민 건강 증진에 기여

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 목표 ... 4
• 1) 연구의 개요 ... 4
• 2) 연구의 필요성 ... 4
• 3) 연구의 추진전략 및 내용 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 1) 1차년도 ... 6
• 2) 2차년도 ... 9
• 3) 3차년도 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 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
• 1) 학문적 파급효과 ... 12
• 2) 기술적·사회적·경제적 파급효과 ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 1) 성과 관리 추진체계 ... 13
• 2) 개발성과의 활용분야 및 활용방안 ... 13
• 3) 추가연구의 필요성 ... 13
• 4) 타 연구에의 응용 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 15
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 20
• 끝페이지 ... 35