기존 신경 재생 연구는 축색돌기 성장 제약과 화학 물질의 독성 문제에 직면해 있습니다. 본 기술은 이러한 한계를 극복하기 위해 브릿지 채널과 미세전극칩을 활용하여 신경줄기세포의 효율적인 분화를 유도하고, 신경 네트웍의 방향을 정밀하게 제어하는 획기적인 신경 재생 방법을 제공합니다. 이 미세전극칩은 신경 재생 연구뿐만 아니라 퇴행성 신경질환 치료 후보 물질 스크리닝 플랫폼으로 활용될 수 있어, 관련 분야에 새로운 가능성을 제시합니다.

기존 암 연구 모델의 한계를 극복하기 위해, 본 발명은 하이드로젤 기반의 세포 공동-배양 미세유체칩을 제공합니다. 이 칩은 젤라틴 및 아크릴 고분자 혼합 하이드로젤과 혈관내피세포를 이용하여 정교한 배리어를 형성, 암세포와 혈관내피세포의 3D 공동배양을 가능하게 합니다. 이를 통해 암세포의 전이 과정과 금나노로드를 활용한 광열 치료 효과를 정확하게 분석할 수 있습니다. 본 미세유체칩은 생체적합성과 경제성이 우수하여, 암 연구 및 신약 개발 분야에 폭넓게 활용될 수 있습니다.

기존 미세기포 생성 기술은 오일 사용으로 재사용 및 세척에 어려움이 있었습니다. 본 발명은 이러한 한계를 극복하고자 오일 대신 물과 같은 단일 성분 극성 액체를 활용하여 미세기포를 생성하는 혁신적인 미세유체칩 기술을 제공합니다. 친수성 코팅 처리된 채널과 최적화된 브릿지 채널 설계를 통해 균일하고 작은 미세기포를 안정적으로 생산하며, 별도의 세척 과정 없이 칩 재사용이 가능합니다. 이 기술은 높은 물질 전달 계수를 바탕으로 유해 기체 처리, 수질 개선, 수산물 세척 등 다양한 산업 분야에 친환경적이고 경제적인 솔루션을 제시합니다.

기존의 2차원 세포 배양 및 3차원 스페로이드 제조 방법은 실제 생체 환경을 모사하고 정교한 암 치료 모델을 구현하는 데 한계가 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 규격화된 하이드로젤 마이크로웰을 이용하여 2종 이상의 세포를 혼합 배양, 균일한 크기의 3차원 멀티셀룰라 스페로이드를 효과적으로 제조하는 방법을 제공합니다. 본 스페로이드는 실제 종양 환경을 정밀하게 모사할 수 있어 광열 치료 효과 분석, 치료 조건 최적화 및 다양한 약물 스크리닝 연구에 혁신적인 모델로 활용될 수 있습니다. 이를 통해 신약 개발의 효율성을 극대화하고, 간단한 공정으로 빠르고 균일하게 스페로이드를 대량 생산할 수 있습니다.

암 치료를 위한 기존 나노 캐리어는 약물 유출 및 계면활성제로 인한 독성 문제가 있었습니다. 본 발명은 이러한 한계를 극복하는 혁신적인 금 나노 점 함유 중공 실리카 나노입자 및 그 제조 방법을 제시합니다. 이 나노입자는 화학 요법과 광열 치료를 동시에 수행하는 이중 치료제로, 단일 공정으로 손쉽게 제조되며 인체에 해로운 계면활성제를 사용하지 않아 생체 적합성이 뛰어납니다. 특히, 도파민 및 히알루론산 코팅을 통해 광열 효과를 증폭시키고, pH에 따라 약물 방출을 정밀하게 제어하여 부작용을 최소화합니다. 또한, 히알루론산의 종양 표적 능력을 활용하여 암세포에 선택적으로 약물을 전달, 병용 치료의 시너지 효과를 극대화합니다. 이 기술은 효율적이고 안전한 암 치료의 새로운 지평을 열 것으로 기대됩니다.

본 발명은 미세채널 내 전단응력 및 종양 전이 연구의 한계를 극복하고자 개발되었습니다. 기존 연구 방식으로는 전단응력에 따른 세포 변화를 동시 비교하거나 정밀하게 모사하기 어려웠습니다. 이에 따라 당사는 3D 하이드로젤 기반의 혁신적인 미세유체장치를 제공합니다. 이 장치는 미세챔버, 미세채널, 브릿지 채널의 정교한 설계를 통해 다양한 전단응력 구배를 형성합니다. 이를 통해 인간 제대혈 내피 세포(HUVEC)의 전단응력 반응 및 유방암 세포(MDA-MB-231)의 특정 인자 유도 전이를 효과적으로 분석할 수 있습니다. 본 미세유체장치는 생체 내 혈관 현상을 정밀하게 모사하여, 전단응력 및 종양 전이 연구에 매우 유용한 도구가 됩니다.

기존 폰 노이만 아키텍처는 높은 전력 소모와 발열 문제가 있으며, 기존 이진 신경망(BNN) 구현 방식은 집적도와 신뢰성에서 한계를 보였습니다. 본 기술은 나노 전기기계 메모리(NEM) 소자를 활용하여 이러한 문제를 해결하는 이진 신경망 및 그 동작 방법을 제시합니다. NEM 셀을 이용한 XNOR 연산을 통해 시냅스 어레이의 셀 개수와 전력 소모를 크게 줄일 수 있습니다. 또한, 최소한의 NEM 셀로 이진 신경망 어레이의 집적도를 높이고, 우수한 내구성과 신뢰성을 바탕으로 안정적인 시스템을 구현합니다. 이 기술은 차세대 저전력 고집적 인공지능 반도체 개발에 기여할 것입니다.

기존 합성가스 기반 C2-함산소화합물 제조 방식은 고온/고압 조건과 촉매 선택성의 문제점을 안고 있습니다. 본 기술은 루테늄 나노입자를 지지체에 담지시킨 새로운 불균일계 촉매를 개발하여 이러한 한계를 극복합니다. 이 촉매는 귀금속인 루테늄의 사용량을 현저히 줄이면서도 아세트산 및 에탄올 등 C2-함산소화합물의 우수한 전환율과 선택도를 제공합니다. 또한, 물 첨가 및 반응 조건 최적화를 통해 생산 효율을 극대화하며, 촉매의 장기적인 안정성을 확보하여 C2-함산소화합물 제조 공정의 경제성과 효율성을 크게 향상시킬 수 있는 혁신적인 해결책입니다.

방사성의약품 생산 과정에서 1회용 카세트의 조립 불량은 생산 실패와 경제적 손실을 초래합니다. 기존에는 생산 완료 후 불량 여부를 확인하여 사전 예방이 어려웠습니다. 본 기술은 이러한 문제점을 해결하고자, 방사성의약품 카세트의 조립성을 생산 전 단계에서 정확히 검사하는 장치를 제안합니다. 제1 카메라로 수평 조립 부품의 정렬 및 루어 조립 적정성을, 제2 카메라로 수직 조립 부품의 체결 깊이(콕 높이)를 평가하여 불량품을 신속하게 판별합니다. 이 시스템은 듀얼 카메라 영상 분석을 통해 카세트의 정확한 체결 깊이와 정렬 상태를 확인함으로써, 방사성의약품 생산 수율을 획기적으로 향상시키고 경제성을 높이는 데 기여합니다.

기존의 특정 물질 감지 기술은 높은 비용과 긴 분석 시간으로 인해 실시간 활용에 어려움이 있었습니다. 본 발명은 광결정 복합 구조물을 활용하여 특정 물질의 흡수량에 따른 부피 변화를 광학적(색) 변화로 극대화하고, 식별 영역별로 특정 물질의 통과 특성을 달리하는 부가 커버층을 통해 다차원 식별을 가능하게 하여 이러한 한계를 극복합니다. 이 기술은 휘발성 유기 화합물(VOC) 검출 센서, 지폐나 보안 카드의 진위 식별 등 보안 분야에 혁신적인 솔루션을 제공합니다. 고속 응답성과 명확한 색 변화를 통해 정밀하고 신뢰도 높은 물질 식별 및 진위 판별이 가능합니다.

본 발명은 기존 전기기계 스위치의 높은 구동 전압 문제를 해결하는 데 중점을 둡니다. 캔틸리버의 탄성에너지를 효과적으로 활용하고, 동적 슬링샷 제어 기술을 통해 풀백 및 풀인 전압을 정밀하게 제어하여 구동 전압을 획기적으로 낮추는 방법을 제시합니다. 이 기술은 MEMS(미세전기기계시스템) 및 NEM(나노전기기계시스템) 소자의 구동 효율을 극대화하며, 재구성 가능 로직(FPGA)과 같은 차세대 반도체 분야에서 필수적인 저전력, 고성능 스위치 구현에 기여합니다. 특히, 캔틸리버의 물리적 이동에 맞춰 슬링샷 신호를 동기화함으로써 안정적이고 효율적인 저전압 구동을 실현합니다. 본 기술은 인공지능, 데이터 분석 등 확장된 어플리케이션에 적용 가능합니다.

기존 바이러스 진단 방식은 높은 비용, 전문성 요구, 혹은 낮은 민감도 등 여러 한계에 직면해 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트(PEGDA) 및 폴리스티렌 나노입자(PSNPs)를 포함하는 수화젤 센서를 적용한 바이러스 감염 진단 키트를 제안합니다. 이 혁신적인 수화젤 센서는 바이러스 스파이크 단백질과 같은 항원 단백질의 고정력을 획기적으로 높여, 친수성 및 소수성 단백질 모두에 대한 검출 민감도를 극대화합니다. 결과적으로, 기존 진단법 대비 빠르고 정확한 현장 진단(POCT)을 가능하게 하여, 바이러스 감염 여부를 더욱 신뢰성 있게 진단할 수 있습니다. 본 기술을 통해 정밀하고 신속한 바이러스 진단의 새로운 기준을 경험하시길 바랍니다.