초록 ▼

□ 연구내용
가. 식품 신선도 센서 생산 기술 및 시험 모델 개발
(1) 다종의 가스 검출을 위한 복합 가스센서 모듈 개발
◦ 가스센서 모듈 기반의 신선도 판단 응용 prototype 개발
◦ 통신 및 AI기술을 이용한 센서모듈의 식품관련 응용 플랫폼 개발
◦ AI(Deep learning) 기반의 식품 신선도 판단 알고리즘 개발
(2) 유/무기 소재의 고생산성 적층구조 공정 기술 개발
◦ 신선도 센서 경제성 및 재현성 제고를 위한 나노 다공성 공정기술 개발
◦ 가스 센싱 소재 합성과 전극

□ 연구내용
가. 식품 신선도 센서 생산 기술 및 시험 모델 개발
(1) 다종의 가스 검출을 위한 복합 가스센서 모듈 개발
◦ 가스센서 모듈 기반의 신선도 판단 응용 prototype 개발
◦ 통신 및 AI기술을 이용한 센서모듈의 식품관련 응용 플랫폼 개발
◦ AI(Deep learning) 기반의 식품 신선도 판단 알고리즘 개발
(2) 유/무기 소재의 고생산성 적층구조 공정 기술 개발
◦ 신선도 센서 경제성 및 재현성 제고를 위한 나노 다공성 공정기술 개발
◦ 가스 센싱 소재 합성과 전극 제작 공정 조건 개선을 통한 센서 제작공정 단순화
- 신선도 센서 생산성 향상을 위한 SLS 핵심 공정 및 모듈 개발
◦ 가스 센서 특성 안정화를 위한 재현성과 반복성이 확보된 나노소재 합성 기술 확립
◦ 작동 반복성과 내구성을 갖는 가스 센서 특성의 확보와 최적 운용 조건 확립
◦ 모바일 센서 제작 및 필드테스트를 위한 센싱 소재의 전기적 특성 최적화
나. 식품 유해 중금속, 식중독 바이러스/균 센서 생산 공정 개발
(1) 식중독균/바이러스 센싱 Aptamer 센서 생산 공정 개발
◦ Aptamer 기반 식중독균/바이러스 형광/광학 듀얼모드 센싱 키트 시제품 제작
- 식중독균(살모넬라) 및 바이러스(노로바이러스) 센싱용 진단키트 시제품 2건 제작
◦ 센서 모듈의 성능(Sensitivity, linearity) 및 안정성(CV) 평가
- Aptamer 기반 센서 모듈의 선택성(>90%), 직선성(R²>0.95) 및 재현성(CV 5%이하) 평가
◦ 바이오물질 기반의 센서 유효성 60% 검증
◦ 샘플 주입 및 전처리 기능의 미세유체 채널과 그래핀 전기기반 센서 집적화
(2) 바이오 센서 구현을 위한 변색/발광 센서 소재 개발
◦ 센서 디바이스 안정성을 위한 식중독균/바이러스 센싱용 센서 최적화 기술 확보

□ 연구개발 성과
○ 기술이전: 2건
○ 기술활용 시험제품 구현: 4종
【세부연구분야1: 식품 신선도 센서 생산 기술 및 시험 모델 개발】
○ 정성적 성과
- 고속 저진공 시스템 구축을 통한 센서 경제성 효과 확대
- 적층구조 공정 기술 개발을 통한 센서 성능 및 안정성 향상 효과
- 고속 레이저 소결 공정을 활용한 공정 속도 개선
- 제작한 가스센서의 100회 이상 반복 측정 감도 변화율 6% 이내
- 3종의 방해가스 대비 반응성 가스 감도 비율 2000배 이상
- 촉매 용출법을 적용하여 반도체식 가스센서의 성능 및 장기간 안정성을 극대화 할 수 있는 플랫폼 기술 개발
【세부연구분야2: 식품 유해 중금속, 식중독 바이러스/균 센서 생산 공정 개발】
- 식중독균 농도에 비례한 센싱 강도 R² > 98%, 재현성 < 5%
- 바이오 물질 기반의 센서 유효성 > 60%
- 유사 균/바이러스 대비 식중독균/바이러스에 대한 센싱 능력 비교> 90%
- 어레이에 고정화된 시료의 저장 안정성 확보 > 240hr
- 살모넬라 균 검출을 위한 포터블 색변화 측정장비 제작
- 실시간 시료의 R.G.B 색상을 분석하여 미세한 비색 반응 관찰
○ 정량적 성과
○ 기술스펙 달성 성과

□ 기술적 우수성
◦건식증착을 통하여 SnO2 다공성 박막의 상대밀도를 30% 이상 제어하였으며, 이를 활용한 가스센서로 VOCs 종류인 HCHO 가스 0.05 ppm까지 검지하는 데 성공
◦반도체 공정을 통한 미세유체 멀티채널의 정밀성 확보 및 prototype 색변환 측정기 이용하여 실시간 반응 확인 가능
◦식중독 노로바이러스를 10분 내 형광/광학 듀얼모드로 센싱할 수 있는 기술 확보
◦Naked-eye detection 가능한 변색/형광 발현가능한 label free 센서 원료 소재 개발과 Wax printing, direct deposition 등 간단하게 대량 제작이 가능한 multi-array 제조 기술 개발

□ 성과활용 계획
◦식품 내 포함된 유해 중금속, 식중독균/바이러스 검출용 미세유체 멀티 진단키트 개발 및 제품화에 활용
◦Naked-eye detection이 가능한 센서 원료소재 합성 기술은 다양한 물질 검출을 위한 센서 원료 소재로 활용 가능
◦안정적 리포좀 대량 제조 기술은 다양한 기능기를 갖는 리포좀을 목적에 맞게 설계하고 대량 생산할 수 있는 플랫폼 기술로 활용 가능함

(출처 : 요약서 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기본사업 연구보고서 ... 3
• 기본사업 연구 요약서 ... 4
• 목차 ... 9
• 1. 연구개발 개요 ... 10
• 1-1. 연구개발 배경 및 목적 ... 10
• 1-2. 연구개발 기술의 정의 ... 11
• 1-3. 개발기술의 필요성 ... 13
• 2. 연구개발 내용 ... 15
• 2-1. 연구개발 WBS(Work Breakdown Structure) ... 15
• 2-2. 당해 연도 연구개발 목표 및 내용 ... 21
• 2-3. 성능목표 및 정량목표 ... 63
• 3. 연구개발 추진전략 및 체계 ... 68
• 3-1. 연구개발 추진전략 ... 68
• 3-2. 연구개발 추진체계(편성도) ... 74
• 4. 연구성과 활용 시나리오(기대효과) ... 75
• 5. 차년도 사업추진계획 ... 78
• 5-1. 차년도 연구개발 WBS(Work Breakdown Structure) ... 78
• 5-2. 차년도 연구개발 목표 및 내용 ... 78
• 5-3. 차년도 성능목표 및 정량목표 ... 84
• 5-4. 차년도 성능목표 검증방법 ... 86
• 5-5. 차년도 정량목표 ... 89
• 5-6. 연구개발 추진전략 및 체계 ... 90
• 참고문헌 ... 93
• 끝페이지 ... 94