메탄의 낮은 수용액 용해도는 메탄올 생물학적 전환과 안전한 수송에 주요 제약으로 작용합니다. 본 기술은 당류를 활용하여 상온·상압 환경에서 수용액 내 메탄 용해도를 최대 115%까지 획기적으로 향상시키는 방법을 제안합니다. 당류가 수용액의 표면장력을 효과적으로 낮춰 메탄 가스의 용해 및 포집을 극대화하며, 특히 단당류인 프룩토스가 가장 우수한 성능을 보입니다. 이 혁신적인 방법은 메탄영양세균 배양액, 폐수 처리, 에너지 수송 등 다양한 산업 분야에서 메탄 활용 효율을 증대시키는 데 기여할 것입니다.

기존 트랜지스터는 외부 환경(금속 이온, 기체)에 취약하여 성능 저하 및 불안정성 문제가 있었습니다. 특히 고온 진공 공정의 높은 비용과 유연 기판 적용의 어려움도 존재했습니다. 본 발명은 이러한 한계를 극복하고자 도핑된 유기물 박막을 포함하는 혁신적인 트랜지스터 기술을 제안합니다. 이 기술은 유기물층에 도핑을 적용하여 금속 이온 침투 및 외부 기체 유입을 효과적으로 차단하며, 동시에 전하 전달을 원활하게 하여 소자의 전기적 특성을 정교하게 조절합니다. 저온 용액 공정으로 제작 가능하여 기존 공정의 단점을 보완합니다. 실제 실험을 통해 구리 이온 침투 저해, 향상된 전기적 및 환경적 안정성, 현저히 개선된 접촉 저항, 그리고 이동도, 문턱전압, 점멸비 등 전반적인 소자 특성 제어 효과가 입증되었습니다. 이 기술은 디스플레이, 반도체, 태양전지 등 다양한 전자소자에 응용되어 고성능 및 고안정성 소자 구현에 크게 기여할 것입니다.

우주, 원자력 발전소 등 고방사선 환경에서 전자기기 오작동 및 성능 저하가 심각한 문제입니다. 본 발명은 방사선에 의한 반도체 소자 특성 변화의 핵심 원인인 산소 빈격자점 생성을 억제하는 혁신적인 금속산화물 반도체 소재 선별 방법을 제공합니다. 특히, 주석(Sn)을 함유한 산화물 반도체 소재(예: ZTO)가 탁월한 방사선 저항성을 가짐을 밝혀냈습니다. 이 기술을 적용하여 개발된 고내구성 박막 트랜지스터(TFT) 및 전자기기는 극한 방사선 환경에서도 안정적인 작동을 보장하여, 전자기기 수명 연장과 신뢰성 향상에 크게 기여할 수 있습니다.

우주, 원자력 발전소, 의료 및 보안 기기 등 방사선 노출 환경에서 전자기기의 성능 저하 및 수명 단축은 심각한 문제로 대두되고 있습니다. 기존 실리콘 기반 소자는 이러한 극한 환경에서 안정적인 구동에 한계가 있었습니다. 본 기술은 이러한 문제 해결을 위해 ZITO(zinc-indium-tin oxide)를 함유하는 방사선 저항성 금속산화물 반도체 조성물과 그 제법 및 용도를 제안합니다. 이 ZITO 기반 반도체는 양성자선, 감마선, 엑스선 등 다양한 전리 방사선에 대해 뛰어난 저항성을 발휘합니다. 특히, Zn:In:Sn의 최적 조성비(4~2:1:1)를 통해 방사선에 의한 산소 빈격자점(oxygen vacancy) 생성을 억제하고, 소자의 전기적 특성 변화를 최소화하여 장치 수명 및 신뢰성을 획기적으로 향상시킵니다. 이 기술이 적용된 박막 트랜지스터(TFT) 및 전자기기는 우주 항공, 원자력, 의료 진단 및 보안 분야 등 고신뢰성이 필수적인 환경에서 안정적인 작동을 보장하며, 플렉서블 디스플레이 등 차세대 전자기기에도 광범위하게 활용될 수 있습니다. 본 발명은 극한 환경용 전자기기 개발에 새로운 지평을 열어줄 것입니다.

본 발명은 고성능 유기 전자소자 개발을 위한 D-A-D 구조 유기 반도체 및 이를 활용한 트랜지스터 기술을 제안합니다. 기존 유기 반도체의 한계를 극복하고, 화학식 1의 화합물을 기반으로 한 새로운 유기 반도체는 양극성 전하 수송 거동을 보이며 높은 전자 이동도를 제공합니다. 특히, 용액 전단 공정으로 박막을 형성할 수 있어 생산 효율성을 높이고 다양한 전자 소자에 쉽게 적용할 수 있습니다. 본 기술은 차세대 디스플레이, 센서, 웨어러블 기기 등 유기 박막 트랜지스터(OTFT) 기반의 혁신적인 전자 소자 개발에 기여할 것입니다. 연구 개발에 관심 있는 기업 및 기관의 적극적인 기술 이전을 통해 미래 전자 산업의 발전을 이끌 수 있습니다.

기존 소자 성능 측정 방식은 방사선 조사 후 측정되어 소자 작동 중 실시간 특성 변화를 파악하기 어려웠습니다. 특히 우주 환경의 방사선에 노출되는 전자 소자의 안정성 평가에 한계가 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 개발되었습니다. 진공 챔버 내에서 방사선을 조사하는 동시에 소자의 전기적 특성을 실시간으로 측정하는 장치 및 방법을 제공합니다. 특수 설계된 피드 어댑터를 통해 진공 상태를 안전하게 유지하면서도 측정 대상 소자와의 안정적인 전기적 연결을 보장합니다. 이를 통해 방사선 환경에서의 전자 소자 성능 저하를 즉각적으로 분석하고, 더욱 신뢰성 높은 소자 개발에 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.

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.