기술이전

기존 슈퍼캐패시터 전극 소재는 용량 및 비용 효율성에서 한계를 가졌습니다. 본 기술은 급속 열 분사 건조법을 통해 형성된 탄소나노튜브 입자에 금속산화물을 코팅하여, 이 문제를 해결합니다. 개발된 금속산화물-코팅된 탄소나노튜브 복합체 입자는 기존 대비 최대 15배 향상된 용량과 뛰어난 100%에 가까운 수명 특성을 제공합니다. 이는 슈퍼캐패시터의 성능을 획기적으로 개선하여 전기자동차, 휴대용 전자기기, 군사 및 우주항공 분야 등 다양한 고성능 에너지 저장 장치에 적용 가능한 차세대 전극 소재입니다. 본 제조 방법은 간단하고 효율적입니다.

기존 CMOS 이미지 센서는 고속 프레임 레이트 구현에 한계가 있었으며, 축차 비교형 ADC 도입 시 면적 효율 저하가 문제로 지적되어 왔습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 고속 변환과 면적 효율을 동시에 개선한 축차 비교형 아날로그-디지털 변환기(SAR ADC) 및 이를 포함하는 CMOS 이미지 센서를 제공합니다. 저항 및 커패시터 타입 서브 디지털-아날로그 변환기의 3단계 하이브리드 구성을 통해 면적 효율을 크게 향상시키며, 서브 변환기 공유 기술로 고속 동작을 가능하게 합니다. 이는 차세대 CMOS 이미지 센서 개발에 핵심적인 기여를 합니다.

기존 한국어 형태소 합성 기술은 복잡한 규칙 정의와 미정의 상황에서의 한계점을 가지고 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 딥러닝 기반의 형태소 합성 장치 및 방법을 제안합니다. Seq2Seq 모델과 GRU(Gated Recurrent Unit)를 활용하여 입력 문장의 형태소와 품사 정보를 벡터화하고, 이를 기반으로 규칙 정의 없이도 한국어 문장을 정확하게 합성합니다. 이는 기계 번역 및 자연어 생성 분야에서 한국어 처리의 효율성과 정확도를 획기적으로 개선하며, 복잡한 규칙 구축 없이도 유연한 언어 처리를 가능하게 합니다. 따라서 본 기술은 한국어 자연어 처리 기술 발전에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

고집적 반도체(ASIC, SOC) 설계에서 클럭 신호의 동기화는 핵심적인 과제입니다. 특히 클럭 게이팅 사용 시 발생하는 비대칭적 노화현상(NBTI)과 전압변이는 클럭 스큐를 유발하여 칩 성능 저하 및 신뢰도 문제를 야기합니다. 본 발명은 이러한 난제를 해결하기 위한 혁신적인 클럭 트리 합성 방법을 제안합니다. 이 방법은 클럭 트리를 구성하는 각 버퍼의 게이팅 확률을 설정하고, 이에 기반하여 시그널 확률을 정밀하게 산출합니다. 산출된 시그널 확률에 따라 최적화된 전원전압을 버퍼에 공급하며, 버퍼의 위치를 전략적으로 결정하여 삽입합니다. 또한, 와이어 스네이크 라우팅 기술을 적용하여 노화현상과 전압변이로 인한 클럭 스큐 증가를 효과적으로 방지합니다. 실제 벤치마크 테스트 결과, 본 발명은 기존 기술 대비 클럭 스큐를 최대 45%까지 획기적으로 감소시켰으며, 10년 경과 후에도 초기와 유사한 낮은 클럭 스큐를 유지하여 고성능 반도체 칩의 장기적인 신뢰성과 수명을 보장합니다. 이로써 첨단 반도체 회로의 안정적인 동작과 성능 극대화가 가능합니다.

기존 1,3-부타디엔 제조 공정은 발효 부산물인 아세트산 처리의 어려움과 낮은 탄소효율로 인해 경제성 및 친환경성에 한계가 있었습니다. 본 기술은 미생물 발효를 통해 생성된 에탄올과 함께, 기존에는 폐기되던 아세트산을 아세트알데히드로 전환하여 공정에 재투입하는 혁신적인 방법을 제시합니다. 이를 통해 1,3-부타디엔의 생산 수율과 탄소효율을 획기적으로 높이고, 발효 폐수 내 유기물 함량을 줄여 친환경적인 생산 공정을 구현합니다. 특히, 탄소효율을 22%까지 향상시켜 경제성과 환경성을 동시에 확보하였습니다. 이 기술은 고순도 1,3-부타디엔의 경제적, 친환경적 생산을 가능하게 하여 관련 산업의 지속 가능한 발전에 기여할 것입니다.

L-글루타민의 정밀한 검출은 생체 내 중요성을 고려할 때 필수적입니다. 기존 FRET 센서의 크기 및 제한적인 개질 위치는 연구에 한계로 작용했습니다. 본 발명은 형광 비천연 아미노산을 유연하게 도입하여 이러한 문제를 해결한 혁신적인 L-글루타민 검출용 FRET 센서를 제공합니다. 이 센서는 L-글루타민에 대해 1.9배 향상된 감도와 높은 선택성을 보이며, 다른 아미노산에 대한 교차 반응이 거의 없습니다. 특히, 단백질 생합성 및 mTORC1 조절과 관련된 L-글루타민의 변화를 정확하게 포착하여 당뇨병 및 암과 같은 질병 연구에 활용될 수 있습니다. 생체 시료에서도 L-글루타민 농도를 효과적으로 측정하여 생화학 및 세포 이미징 연구의 새로운 지평을 엽니다.

본 발명은 암 진단 및 맞춤형 치료의 한계를 해결합니다. 암환자의 혈액에서 자성 나노입자를 이용해 암세포를 분리하고, 자기적-전기화학적 신호 분석으로 암세포의 표현형을 정밀하게 동정하는 방법을 제공합니다. 이 기술은 추가 염색 없이 간단하고 신뢰도 높은 암세포 분석을 가능하게 합니다. 또한, 분리된 암세포에 대한 항암제 스크리닝을 통해 특정 암에 유효한 최적의 항암제를 판정하여 개인 맞춤형 치료에 기여합니다. 이는 암 환자의 조기 진단 및 효과적인 치료 전략 수립에 필수적인 기술입니다.

본 기술은 이온전도성 고분자전해질막의 한계인 이온전도도 및 수분 팽윤 문제를 해결합니다. 기존 막은 이온채널 크기가 작거나 이온교환능 조절 시 수분 팽윤이 증가하는 단점이 있었습니다. 본 발명은 캐스팅 과정 중 극성 용매의 상분리 향상 효과를 활용하여, 이온전도성 고분자전해질막의 이온채널 크기를 정밀하게 조절하는 제조 방법을 제공합니다. 이를 통해 비불소계 및 불소계 고분자 전해질막 모두에서 물성 저하 없이 이온전도도를 최대 150%까지 향상시킬 수 있습니다. 특히, 연료전지 등 다양한 분야에 적용 가능한 고성능 이온전도성 고분자막을 제공하여 효율적인 에너지 전환 시스템 구축에 기여할 수 있습니다.

본 발명은 기존 광학 렌즈의 한계를 뛰어넘어, 넓은 시야각과 깊은 초점 심도를 동시에 제공하는 고배율 액체렌즈 어셈블리를 제안합니다. 전기 습윤 기술을 활용한 액체렌즈는 전압 인가로 초점 거리를 개별적으로 조절할 수 있어, 기존 고체 렌즈의 소형화 및 복잡한 초점 조절 문제를 해결합니다. 특히, 3차원 곡면 구조의 지지유닛에 액체렌즈를 결합하여 넓은 시야각을 확보하며, 깊은 초점 심도로 섬유와 같이 거친 피사체도 선명하게 촬영할 수 있습니다. 이는 현미경과 같은 고배율 광학기기의 측정 면적 확장과 이미지 선명도 개선에 기여합니다. 본 어셈블리는 소음과 마찰이 적고 소모 전력이 낮으며, 빠른 응답 시간을 자랑하여 다양한 광학기기에 혁신적인 적용이 가능합니다. 이 기술은 한국기계연구원과 서강대학교 산학협력단의 공동 연구 성과입니다.

가상 환경에서 GPU 메모리 할당 비효율과 컨텍스트 전환 오버헤드는 가상 머신 성능 저하의 주요 원인입니다. 본 발명은 가상 머신들의 오버헤드값을 실시간으로 분석하여 가상 GPU 메모리 슬롯을 동적으로 증감시키는 컴퓨팅 장치 및 방법을 제공합니다. 이 기술은 메모리 확장 요청 시 슬롯 공유를 최소화하고, 과부하 가상 머신의 슬롯을 조절하여 전체 가상화 시스템의 성능을 유지하면서 개별 가상 머신의 성능을 향상시킵니다. 결과적으로 불필요한 슬롯 복사와 컨텍스트 전환 비용을 획기적으로 줄여, 최적화된 GPU 자원 관리를 실현합니다.

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.

기존 하이드로탈사이트 제조법은 비표면적 및 염기도 제어에 한계가 있었으며, 고가이거나 불안정한 전구체를 사용하는 문제가 있었습니다. 본 특허 기술은 저렴하고 취급이 용이한 에폭사이드 기반 졸-겔법을 활용하여 이러한 문제점을 해결합니다. 이 방법으로 제조된 하이드로탈사이트 유사 화합물은 넓은 비표면적(30~120 ㎡/g)과 조절 가능한 염기도(등전점 9.3~9.9)를 가지며, 비정질 3가 금속 산화물 겔에 결정이 분산된 독특한 구조를 형성합니다. 따라서 수처리 공정, 이온교환수지, 염기 촉매 전구체 등 다양한 산업 분야에서 탁월한 성능을 발휘할 수 있습니다. 본 기술은 하이드로탈사이트의 활용도를 크게 높일 수 있는 혁신적인 솔루션을 제공합니다.