• 한국광학회지
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• 제32권6호
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• pp.259-265
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• 2021

최근 렌즈 가공 및 측정 기술의 발전에 따라 렌즈의 제작 조립 기술이 개선되었다. 그럼에도 불구하고 렌즈 제작 조립 기술의 상향에 따른 비용 및 제작 기간의 증가, 온도 및 진동 등의 사용 환경 의존도를 해결하지 못해 이에 따른 불안정해지는 성능 등을 극복하지 못하였다. 또한, 초정밀 광학계에서 효과적으로 민감도를 줄이는 방법은 다수의 보상자를 이용하는 방법인데, 특히 내시경 같은 초소형 렌즈의 경우 렌즈 경통 크기 제약으로 인하여 상거리 보상자 이외 추가적인 보상자 사용에 어려움이 있다. 따라서 렌즈 설계에 있어 공차에 대한 렌즈의 민감도를 최소화하는 것은 무엇보다도 중요한 기술인 바 이를 위한 노력이 필요하며, 렌즈 설계 소프트웨어에서도 민감도를 줄일 수 있는 기능들이 추가되는 추세이다. 본 논문에서는 우선 성능이 최적화된 설계를 도출하고, 이 설계의 민감도를 분석하여 민감도가 높은 요소들을 다중 구성(multi-configuration)에 적용한 뒤 다시 최적화함으로써 렌즈 민감도를 최소화하였으며 사례를 들어 다중 구성 방법이 민감도 저감에 매우 효과적임을 보여주었다.

• 멤브레인
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• 제32권3호
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• pp.198-208
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• 2022

멤브레인은 분리 기술 및 다양한 사용처에 따라서 유기물, 액체, 용질, 증기, 기체, 이온 또는 전자 등 다양한 물질을 선택적으로 분리할 수 있다. 멤브레인은 크게 대칭막과 비대칭막으로 나누며, 기공의 유무에 따라 다공성과 비다공성으로 분류된다. 또한 멤브레인의 계면은 분자적으로 균일하거나, 또는 화학적으로 또는 물리적으로 불균일할 수 있다. 제조기술로는 용융 압출 제조법, 연신법, 템플레이트 침출법, 트랙-에치법, 용액 캐스팅법, 상전이법 및 용액 코팅법 등이 있다. 제조된 멤브레인은 정밀여과, 한외여과, 나노여과, 역삼투, 기체분리 및 에너지 분야와 같은 다양한 응용 분야에 적용될 수 있다. 본 총설에서는 멤브레인의 분류 및 종류에 따른 제조 방법에 대한 튜토리얼을 제공한다.

• 한국음향학회지
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• 제42권5호
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• pp.452-459
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• 2023

음파의 힘을 이용하는 음향집게는 나노 단위의 세포외소포에서 밀리미터 단위의 대규모 다세포생 물체까지 다양한 생체 입자를 조작하는 데 사용되는 매우 유용한 도구이다. 해당 분야는 수십년간 점진적인 개발이 이루어지고 있으며, 단일 초음파 빔을 사용하는 단일 빔 음향 집게(Single Beam Acoustic Tweezers, SBAT)기술 또한 세포 및 생물체 정밀 이동 및 분석이 가능한 플랫폼으로 발전했다. 최근 혁신적인 발전으로 SBAT를 이용하여 입자/세포 분리, 단일 세포 변형 기술이 개발되었으며 이로 인해 의공학 분야에서 학문적인 관심을 모으고 있다. 본 종설에서 SBAT기술의 기초 원리와 작동 방법에 대해서 설명하며 그간의 연구를 요약하고 이를 바탕으로 향후 연구에 대해서 전망한다.

• Composites Research
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• 제21권3호
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• pp.18-23
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• 2008

쾌속 조형(Rapid Prototyping; RP) 기술은 다양한 분야에서 활용되고 있다. 본 연구에서는 RP 기술을 이용한 나노복합재 적층장치(Nano Composite Deposition System, NCDS)를 사용하여 이식 가능한 약물전달시스템을 제작하였다. 약물전달시스템 복합재는 약물 입자로 5-fluorouracil (5-FU)를 사용하였으며, 생분해 고분자 매트릭스로 PLGA85/15를 사용하였다. 제작된 약물전달시스템은 넓은 표면적을 가질 수 있도록 지지체(scaffold) 형상으로 제작되었으며, in vitro 환경에서의 약물방출실험이 수행되었다. 약물방출제어를 위하여 생체적합재료인 수산화아파타이트(Hydroxyapatite, HA)를 약물-고분자 복합재에 첨가하였다. 약 50일간의 방출실험을 통하여 약물방출의 가능성을 보임을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권3호
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• pp.33-38
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• 2021

최근 유연 디스플레이에 관한 대중의 관심이 증대됨에 따라 롤러블(rollable), 폴더블(foldable) 디스플레이와 같은 우수한 폼 팩터(form factor)를 지닌 차세대 유연(flexible) 디스플레이가 주목받고 있다. 유연 디스플레이의 기계적 신뢰성 확보 측면에서, 내부 절연막으로 활용되는 실리콘 질화물(SiN_x) 박막은 구동 중 발생하는 응력에 매우 취약하므로 기계적 물성을 정확히 파악하여 파손을 예측하고 패널의 전기적 단락을 방지하는 것이 중요하다. 본 논문에서는, ~130 nm, ~320 nm 두께의 SiN_x 박막 박막 상부에 ~190 nm 두께의 유기 나노 보강층(PMMA, PS, P3HT)을 코팅하여 이중층 구조로 인장함으로써 매우 취성한 SiN_x 박막의 탄성 계수와 인장 강도 및 연신율을 측정하는 데 성공하였다. 챔버 압력 및 증착 파워를 조절한 공정 조건(A: 1250 mTorr, 450 W/B: 1000 mTorr, 600 W/C: 750 mTorr, 700 W)을 통해 제작된 ~130 nm SiN_x 의 탄성계수는 A: 76.6±3.5, B: 85.8±4.6, C: 117.4±6.5 GPa로, ~320 nm SiN_x는 A: 100.1±12.9, B: 117.9±9.7, C: 159.6 GPa로 측정되었다. 결과적으로, 동일 공정 조건 하에서 SiN_x 박막의 두께가 증가할수록 탄성 계수가 증가하는 경향을 확인하였으며, 유기 나노 보강층을 활용한 인장 시험법은 파손되기 쉬운 취성 박막의 기계적 물성을 높은 정밀도로 측정하는 데 효과적이었다. 본 연구에서 개발된 방법은, 취약한 디스플레이용 박막의 정량적인 기계적 물성 파악을 가능케하여 강건한 롤러블, 폴더블 디스플레이의 설계에 이바지할 수 있을 것으로 기대한다.

• 생명과학회지
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• 제29권6호
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• pp.653-661
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• 2019

본 연구는 siRNA 기반 치료제등의 핵산치료제 개발에 있어서 필수적인 약물의 생체내 흡수, 분포, 대사, 배설에 대한 동태의 확인을 위해 stem-loop RT-qPCR 법을 이용하여 보다 더 정확한 시험법을 확립하고자 하였다. siRNA에 특이적인 primer와 probe를 선별하여 siRNA 정량검출 시험법을 최적화하였다. siRNA 표준시료를 이용하여 최적화된 시험법을 적용하였을 때 siRNA 표준시료에 대한 Cp 값(y)간의 선형분석 결과, 기울기 평균 -3.3, 결정계수 $R^2$>0.99으로 확인되어 siRNA 표준시료와 Cp 값 간의 회귀성이 매우 높아 정량 분석이 가능한 시험법임을 확인하였고, 같은 표준시료를 이용한 stem-loop RT-qPCR의 검출한계(LOD)는 10 fM, 최소정량한계(LLOQ)는 100 fM이었다. 확립된 시험법의 신뢰성을 확인하기 위해 시험자를 다르게 하고, 시험법을 3회 반복하여 각각 진행한 결과, siRNA 표준시료에 대한 Cp 값(y)간의 선형분석 결과 기울기와 결정계수 $R^2$의 재현성(slope ${\pm}-3.2$, 결정계수 $R^2$>0.99)을 확인하였고, 표준 곡선으로부터 환산된 siRNA 표준시료의 회수율(recovery ${\pm}20%$)과 완건성이 우수함을 확인하였다. 확립된 stem-loop RT-qPCR을 생체내 존재하는 약물 검증에 적용할 수 있는지 확인하기 위하여 시험동물에 siRNA를 주입 후 시간별 혈액을 채취하여 확립된 시험법으로 시험을 진행하였고 약물 동태학적 분석을 통해 siRNA치료제의 혈액내의 안정성을 확인하였다. 따라서 본연구에서 개발된 stem-loop RT-qPCR 분석법은 정확성, 정밀성 및 민감도가 높은 분석법으로 핵산치료제 개발 연구의 다양한 생체시료 분석 연구에 적용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 전기화학회지
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• 제18권1호
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• pp.38-44
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• 2015

본 총설은 다공성의 메조포러스 이산화티타늄 박막을 기반으로 하는 양자점-감응 태양 전지의 최근 발전 과정에 대해 정리하였다. 나노스케일의 무기물 양자점이 가지는 본질적 특성에 기반하고 다양한 양자점 구성 물질을 이용하여, 용액-공정 기반의 다양한 3세대 박막 태양전지를 만들 수 있었다. 양자점 감응제는 준비하는 방법에 따라 크게 2가지로 나눌 수 있는데, 첫 번째는 콜로이드 형태로 용액상에서 준비한 다음 $TiO_2$ 표면에 붙이는 것이고 두 번째는 양자점 전구체가 녹아있는 화학조를 이용하여 직접 $TiO_2$ 표면에 성장시키는 것이다. 폴리썰파이드 전해질을 사용하여, 콜로이드 양자점 감응제의 경우는 최근 들어 정밀한 조성 조절을 통하여 전체 광전 변환효율이 ~7%에 이르렀고 화학조 침전법을 이용하여 준비된 대표적 감응제인 CdS/CdSe는 ~5%의 효율을 보이고 있다. 앞으로는 지금까지 보고된 양자점 감응제의 뛰어난 광전류 생성 능력을 유지하면서, 새로운 정공 전달체의 개발 및 계면 조절을 통한 개방 전압과 채움 상수의 개선을 통한 효율 증가 및 안정성에 관한 체계적 연구가 필요한 상황이다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.87-87
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• 2017

농산물의 품질 및 성분을 측정하는데 있어 기존의 화학적 분석 방식은 정밀도가 높으나 측정에 소요되는 시간과 비용이 많이 들어, 현장 적용하기에는 한계가 있다. 일반적으로 근적외선 분광 분석(Near Infra Red Spectroscopy, NIRS) 방법은 가공 과정에 따라 빠르게 변화되는 단백질 조성 및 수분함량 측정 등에 이용되고 있다. 분석에 소요 시간이 많이 걸리는 켈달법(Kjeldahi method)에 비해 NIR 분광 분석을 통한 보정으로 연속적인 모니터링이 가능하다. 본 연구에서 사용된 시료를 고정시키기 위한 프레임을 제작한 후 NIR센서와 광원인 LED의 각도를 고정시키고 측정 대상체인 사절된 감자 크기에 따라 시료를 고정시킬 수 있는 프레임을 반사면에 위치시켰다. 확산 반사법을 이용하여 프레임에 씨감자 시료를 고정 시킨 후 백색 LED를 이용하여 감자 표면에 빛을 반사시켜 3일 동안 12시간 마다 해당 시료들(열처리, 비누용액 침지, 생감자)의 스펙트럼을 측정하였다. 해당 시료들은 측정 기간 동안 저온상태($4^{\circ}C$)와 실온상태($20^{\circ}C$)에서 보관되었다. 실험 결과는 파장대 145nm에서 저온상태에서 보관된 생감자는 시간경과에 따른 흡광도의 결정 계수값($r^2$)은 0.98 이었다. 이는 감자가 저온에서 생감자의 상태 변화가 일어나고 있다는 것을 의미하고 파장대 145nm에서 시간에 따른 저온상태에서 보관한 감자의 상태 변화 예측이 가능함을 의미한다. 비누용액에 침지시킨 후 실온에 보관한 감자는 시간이 경과함에 따라 파장이 증가함에 따라 흡광도가 증가하였다. 이는 감자에 들어있는 Polyphenol Oxidase 함량 변화로 갈변 현상이 일어난 것을 알 수 있다. 또한 실온에서 보관한 생감자도 시간 경과에 따라 갈변 현상이 일어났지만 용액에 침지시킨 감자보다는 갈변 현상이 36시간 이후로 발견되었다. 열처리 후 실온에서 보관한 감자의 경우에는 갈변현상이 나타나지 않았다. 저온상태에서 보관한 감자시료들 모두 갈변형상이 나타나지 않았지만, 24시간이 지난 후 용액에 침지시킨 감자는 갈변 현상이 발생되었다. 생감자와 열처리한 감자는 시간 경과에 따른 갈변현상이 일어나지 않았으므로, 감자의 갈변현상은 감자의 표면 처리 방법에 국한되지 않고 온도에 영향을 더 많이 받는다는 것을 나타내고 있다. 본 연구는 향후 감자의 품질 및 성분 측정에서 간편하게 사용될 수 있는 감자의 품질 계측 기술에 기여할 것으로 판단된다.

• 벤처창업연구
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• 제8권1호
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• pp.1-11
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• 2013

펨토 융합기술은 펨토초($10^{-15}$초) 레이저 및 이를 활용한 융합 기술을 의미한다. 펨토 융합기술은 공간상의 극한기술인 나노($10^{-9}$)기술과 비견되는 기술로 시간영역의 극한 기술이다. 국가주력성장산업인 모바일, 반도체, 디스플레이 산업은 모두가 초소형화, 고집적화가 진행되고 있으며, 이를 구현하기 위해서는 초미세, 초정밀 펨토 융합 공정기술들의 개발이 필요하다. 하지만 펨토 융합기술 개발에 필수적인 펨토초 레이저 제작 기술은 국내 일부 연구진만이 보유하고 있는 실정이다. 이런 국내 현실을 반영하여 정부 차원에서 정보통신산업 연구기반 구축 사업으로 "펨토 융합기술 기반 구축"사업을 시행하고 있다. 본 연구는 펨토 융합기술 기반 구축"사업의 타당성을 분석을 하는데 그 목적이 있다. 사업 타당성 분석 방법으로 AHP(analytic hierarchy processing) 분석 방법을 적용하였고, AHP 분석결과 종합평점이 0.55이상이면 그 사업이 타당성이 있는 것으로 판단하며 평가자 전원 모두가 종합 평점에 있어서 0.55이상의 평가를 하고 있으며, 종합평점이 0.846 이므로, 이사업에 대한 타당성이 있는 것으로 분석되었다.

• 폴리머
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• 제29권2호
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• pp.146-150
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• 2005

본 연구는 수십 마이크로미터 크기의 임의의 3차원 형상제작을 위한 이광자 광중합에 의한 나노 입체 리소그래피(nano-stereolithography) 공정개발에 관한 것이다. 본 연구에서 제안한 공정은 3차원 CAD 파일을 이용하여 형상의 윤곽선을 고화시켜서 연속적으로 적층하여 구조물을 제작하는 공정으로 기존의 리소그래피 공정과 달리 복잡한 형상제작이 가능하다. 형상제작은 펨토초 레이저를 이용하여 이광자 흡수 색소가 첨가된 아크릴레이트 계열의 단량체에 이광자 중합반응으로 제작하였으며 선 폭 정밀도는 150 nm수준이었다. 이광자 광중합법으로 윤곽선을 고화시켜 쉘(shell) 형태로 3차원 형상을 제작할 때에는 기계적 강성이 약하여 고화 후에 용매로 중합반응이 일어나지 않는 부분을 제거할 때 변형이 쉽게 발생하게 된다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고자 윤곽 쉘 두께를 증가시켜 윤곽선을 중첩으로 제작하는 이중 윤곽선 스캐닝 방법(double contour scanning)을 시도하였으며 이를 통하여 제작된 형상의 강도가 향상됨을 확인할 수 있었다.