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색변화감지 / 바이오센서 / 디스플레이
광결정 구조 기반 색변화 센서 및 디스플레이 기술
대표 연구자박정열 교수
부서/학과기계공학과
연구분야Biosensors, Micro/Nanofluidics, Energy harvesting, MEMS
기술상담02-3274-4865
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기관의 연구성과

연구내용
  • 특정 파장의 빛을 완전히 반사 또는 차단 시킬 수 있는 광결정 구조를 활용하여 무전원으로 색변화를 통해 암을 유발시킬 수 있는 휘발성 유기화합물(VOCs), 주변 습도 등을 색변화를 통해 감지할 수 있는 센서를 제작하였다. 또한 광결정 구조의 특정방향에 대한 빛의 가이드 특성을 통해 기존 보다 훨씬 민감하게 바이러스 및 병원균 등을 증폭된 형광신호를 통해 검출할 수 있는 바이오 센서를 제안하였다. 추가로 압력이나 기계적 힘을 색변화를 통해 감지할 수 있도록 개발하여, 무전원으로 색변화를 통해 안압을 모니터링 할 수 있는 스마트 컨택 렌즈를 제작하였다. 센서와는 반대로 광결정 구조를 능동적으로 변형시킴으로써, 카멜레온처럼 색을 능동적으로 변화시킬 수 있는 유연하면서도 안정적인 반사형 디스플레이 소자를 개발한 바가 있다. 향후 계획으로는 현재 사용하고 있는 광결정 구조의 변형, 센싱물질에 대한 감지 성능을 증가시켜, 보다 민감하고 안정적인 센서의 제작을 진행하고, 디스플레이의 경우는 보다 자연스러운 색을 나타내면서 더 넓은 범위의 색변화를 달성하여 향후 e-paper 나 위장막 개발 등에 응용될 수 있게 한다.
사업화 적용가능 제품/시장 분야
  • 환경센서
  • VOCs, 온도, 습도 모니터링
  • 바이오센서
  • 바이러스, 병원균 검출
  • 반사형 디스플레이
  • e-paper, 차량, 의복, 위장막
기대효과
  • 환경에 노출된 VOC의 농도와 VOC 성분들을 정확히 알아냄으로써 깨끗한 물과 공기의 질을 관리할 수 있어 쾌적한 삶 영위 가능
  • 반도체 라인에서의 누출이나 유사시 화학 테러에 대비하여 운용 가능하며, 사회적 불안 요소 해소에 기여
  • 공기와 물속에 녹아 있는 VOC의 농도를 정확히 측정함으로써 관련 분야에서 환경 기준치 설정에 큰 도움을 줄 수 있음.
  • 코로나 바이러스와 같은 병원균을 빠르고 민감하면서 간편하게 검출 가능하게 함으로써 국민 건강 보건을 증진시킬 수 있음.
  • 눈부시지 않은 비발광형 반사 디스플레이 기술을 활용하여 편하게 볼 수 있는 e-paper, 차량, 의복, 위장막 등의 제작에 활용가능함.
연구성과 내역
  • 논문
  • Ultra-fast responsive colloidal–polymer composite-based volatile organic compounds (VOC) sensor using nanoscale easy tear process - Scientific Reports
  • Photonic crystal-based smart contact lens for continuous intraocular pressure monitoring - Lab on a Chip
  • User-friendly point-of-care detection of influenza A (H1N1) virus using light guide in three dimensional photonic crystal - RSC Advances
  • Flexible all-solid-state electrically tunable photonic crystals - Advanced Optical Materials