박정열

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.

기존 스마트 컨택트 렌즈의 에너지원 한계를 극복하는 혁신 기술이 개발되었습니다. 본 발명은 눈물 속 글루코스와 산소를 활용한 글루코스 연료전지 기반의 에너지 하베스터를 통해 렌즈에 지속적으로 전력을 공급합니다. 특히, 유연성과 생체적합성을 갖춘 다공성 전극막과 고성능 이온 선택성 멤브레인을 적용하여 굽힘 변형에 강하며, 20 μW/㎠ 이상의 높은 출력밀도를 제공합니다. 이 기술은 인체 안전성과 에너지 효율을 극대화하여 스마트 렌즈의 상용화를 앞당길 것으로 기대됩니다.

기존 망막변성 질환 치료는 유리체강 내 반복 주사로 인해 망막분리, 시력 저하, 출혈 등 심각한 부작용을 유발하며 비효율적이었습니다. 이러한 문제점을 해결하고자 본 발명은 외부 자기장으로 작동하는 생체이식용 약액 펌프를 제안합니다. 이 펌프는 생체 내에 이식되어 필요시 나노복합 약물을 정밀하게 방출하며, 1회 투여에 그치지 않고 수개월에서 수년 동안 지속적인 약물 공급이 가능합니다. 특히, 외부 자기장 세기 조절을 통해 약물 배출량, 횟수, 주기를 맞춤형으로 제어할 수 있어 환자의 생리학적 상태 변화에 유연하게 대응할 수 있습니다. 이는 기존 반복 주사의 부작용을 최소화하고 on-demand 방식의 효율적인 약물 전달을 가능하게 하여 치료 효과를 극대화하는 혁신적인 솔루션을 제공합니다. 재수술 부담 없이 생분해 또는 외과적 제거가 가능하여 환자의 편의성 또한 높였습니다.

기존 휘발성 유기 화합물(VOC) 검출 방식은 측정 시간이 길고, 장비가 크며 비용이 높아 실시간 분석이 어려운 한계가 있었습니다. 본 발명은 젤-결정화된 입자를 활용하여 VOC를 색채 변화로 신속하게 검출하는 복합센서 및 그 제조 방법을 제공합니다. 이 센서는 기존 방식보다 최대 3,000배 빠른 응답 속도를 자랑하며, 직관적인 색 변화를 통해 실시간 현장 모니터링이 가능합니다. 환경 및 건강 유해 물질을 간편하고 효율적으로 감지하여, 대기질 관리와 생활 안전에 기여할 수 있습니다.

기존 전기 자극 기반 광결정 기술은 액체 유동 환경으로 인해 패키징, 대형화, 유연성 및 안정성에 한계가 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 유전 탄성층을 활용한 완전 고체 상태의 유연 광결정 구조를 개발하였습니다. 이 기술은 전압 변화를 통해 실시간으로 색을 정밀하게 제어하며, 모든 소재가 유연한 고분자 복합체로 이루어져 외부 충격과 환경 변화에 매우 안정적입니다. 또한, 간단한 구조와 저렴한 재료로 대량 생산이 용이하며, 전자종이, 스마트 의류, 야외 광고판, 군사용 위장막 등 무한한 응용 가능성을 제공하여 차세대 디스플레이 및 색변환 기술의 새로운 지평을 엽니다.

기존 화학적 마취는 부작용과 시간 소요 등의 한계가 있어, 물리적 냉각을 활용한 냉동 마취 연구의 중요성이 커지고 있습니다. 하지만 급속 정밀 냉각 환경에서 세포 신호, 특히 신경 세포 신호의 전달 특성을 정확히 파악하는 데 어려움이 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제 해결을 위해 세포를 급속하고 정밀하게 냉각하며 동시에 세포 신호를 측정하는 혁신적인 시스템 및 방법을 제공합니다. 이 시스템은 특정 세포에 온도 변화도(gradient)를 발생시키고, 전기, 광학, 화학 신호 등을 실시간으로 측정합니다. 이를 통해 세포 수준에서 냉각에 따른 신호 전달 메커니즘을 심층적으로 분석할 수 있으며, 세포 손상 없이 신호 차단 및 회복 조건을 탐색하여 신경망 연구 발전에 크게 기여합니다. 다양한 세포 실험 구성이 가능하여 과학 연구의 새로운 가능성을 제시합니다.