기존 DNA 분석 기술은 해상도 및 구조 유지에 한계가 있었습니다. 본 발명은 고밀도 작용기를 갖는 DNA-펩타이드 복합체와 이를 활용한 DNA-나노재료 복합체 및 DNA-금속 나노와이어 제조 방법을 제시합니다. 펩타이드를 링커로 사용하여 DNA에 작용기를 용이하게 도입하며, 다양한 나노재료, 특히 금속 나노입자와의 안정적인 결합을 가능하게 합니다. 이를 통해 DNA의 원래 형태를 유지하면서 고해상도로 DNA 구조를 분석하고 이미지화할 수 있습니다. 주사전자현미경(SEM)을 통해 단일 분자 DNA는 물론, 이합체, 삼합체 등 다양한 DNA 구조를 정밀하게 관찰하는 새로운 길을 엽니다.

기존 DNA 서열 분석 방법은 DNA 분해 및 광분해 문제로 한계가 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자, DNA 분자의 광분해 없이 A/T 염기쌍에 특이적으로 결합하여 형광을 발현하는 새로운 화합물을 개발하였습니다. 이 화합물은 단일 DNA 분자 수준에서도 정밀한 서열 분석 및 시각화를 가능하게 합니다. 특히, 기존 방식으로는 분석하기 어려웠던 변형되거나 손상된 DNA 서열도 효과적으로 분석할 수 있습니다. 본 기술은 거대 DNA 분자의 고속, 고효율 분석 및 염색체 구조 연구에 혁신적인 솔루션을 제공합니다.

기존 DNA 서열 분석 기술은 DNA 손상 및 정보 손실의 한계가 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자, 단일 DNA 분자 수준에서 DNA 서열을 정밀하게 분석하는 형광 단백질 조성물 및 방법을 제공합니다. A/T 특이적 DNA 결합 단백질과 비특이적 상보적 DNA 결합 단백질을 동시에 사용하여, 별도의 시퀀싱 절차 없이도 단일 DNA 분자의 효율적인 광학적 식별이 가능합니다. 이 기술은 게놈의 염색체 구성 및 단백질 면역 조직화 연구에 유용하며, 유전자 분석의 정확성과 효율성을 획기적으로 향상시킬 수 있습니다.

기존 바이러스 및 세포 RNA 검출 방법은 긴 시간과 높은 비용, 그리고 낮은 민감도 및 특이도라는 한계를 가지고 있습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 단일 DNA 분자 시각화 방법을 활용한 RNA 검출 기술을 제안합니다. 검출 대상 RNA가 혼성화된 표지 이중 가닥 DNA(dsDNA)를 특수 마이크로채널에서 직접 시각화함으로써, 단시간 내에 단일 분자 수준에서 바이러스 및 세포 RNA를 정확하게 검출할 수 있습니다. 이 기술은 PCR과 같은 복잡한 유전자 증폭 과정 없이 HIV, 인플루엔자 등 다양한 바이러스 및 세포 유래 miRNA, mRNA를 신속하고 정량적으로 분석하여 감염병의 조기 진단과 확산 방지에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

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.

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.

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.