□ 연구개요 본 연구는 유럽핵입자물리연구소(CERN) SHiP (Search for Hidden Particles) 실험과 Compact Moun Solenoid(CMS) 실험에 활용될 기능이 개선된 입자선별 및 궤적측정(particle trigger and tracking) 비저항검출기 (resistive plate chamber; RPC)를 개발하고 이 방사선 기술을 응용하여 뮤온 래디오그래피와 입자선 치료에 적용할 방사선계측 기술을 개발하는 연구이다. □ 연구 목표대비 연구결과 CERN SHiP 실험 입자선별 및 궤적측정 비저항검출기 연구 1) CERN EP-DT 검출기 기체 연구의 일환으로 친환경 실험을 수행하기 위해 이태리바리 대학교 그룹에 실측 규모 RPC 3대를 제공. 연구 성과는 J. Instrumentation 18 P02022 (2023년 2월)에 게재함. 2) 소형 prototype 검출기를 제작 시험하여 2차원 tracking 기능을 검증함. 연구 성과는 국제 저명학회인 2020 RPC conference에서 발표하였으며 K. S. Lee, JINST 15 C11001 (2020년 11월)에 게재함. 3) 기능이 개선된 소형 SHiP RPC을 대상으로 친환경 검출기 연구를 수행하였으며 JKPS 80 1 (2022년 1월)에 게재함. 비저항 검출기 활용 우주선 뮤온 래디오그래피 기술 연구 핵반응로 연료 대상 뮤온 레디오그래피 몬테카를로 시뮬레이션과 단위 검출기 설계/제작/시험 결과는 2020년 11월과 2021년 11월 한국물리학회에 발표함. 비저항 검출기 활용 입자선 치료빔 검증 기술 연구 Biological tissue 대상 GEANT4 시뮬레이션과 다중겹 비저항 검출기를 설계/제작/시험하고 그 연구 성과를 2022년 CERN에서 개최된 9월 국제전문학회인 2022 RPC Conference와 2022년 4월 한국물리학회에서 그 연구 성과를 발표함. CERN Phase-2 LHC CMS 실험 iRPC에 대한 성능 검증 및 내방사선 특성 연구 CMS iRPC에 대한 quality Control protocol 완성하고 1차 제작된 iRPC gas gap에 대한 QC 검증과 데이터 베이스를 구축함. 본 연구진이 보유한 감마선 조사장치 활용 1차 내방사선 시험을 완료하였고 그 성과는 한국물리학회에서 수 차례 발표함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 연구성과: 1) CERN SHiP 실험 뮤온 궤적 맞춤 RPC 연구: SHiP 실험뿐만 아니라 유사한 뮤온 검출 기능을 요구하는 대형 입자물리학 실험에 기여한 바가 크다고 판단함. 2) CERN Phase-2 LHC CMS 실험 iRPC에 대한 성능 검증 연구: 제작된 RPC 검출기 성능 검사와 내방사선 특성을 검증하는 기준을 마련하는데 기여함. 3) RPC 기술 적용 뮤온 레디오그래피와 입자선 치료 검증 연구: 본 연구는 단순한 검출기 R&D 단계 연구가 아니라 입자물리학 분야의 새로운 물리학을 여는 첨단 실험을 위해 국내 검출기 기술을 적용하여 검출기 시스템을 완성하고 국내외 많은 연구진과 함께 당면한 입자물리학 목표를 달성하도록 돕는데 기여한 판단함. 활용계획: 1) CERN SHiP 실험 뮤온 궤적 맞춤 RPC 연구: 2025년 ~ 2028년 계획하고 있는 SHiP beam dump 실험에 활용 예정. 3) 비저항 검출기 활용 입자선 치료빔 검증 연구: 이태리 바리 대학교 연구진과 공동 연구를 추진하여 양성자 치료빔 검증 실험과 BNCT 연구에도 활용 예정. 4) CERN Phase-2 LHC CMS 실험 iRPC에 대한 성능 검증 연구: 향후 2년간 연구를 지속하여 2025년까지 iRPC 설치를 완료하는데 활용 예정. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 이경세
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 비저항 검출기;중성미자 실험;하드론 치료;뮤온 래디오그래피;암흑물질; 2. Resistive Plate Chambers;Neutrino experiment;Hardron therapy;Muon radiography;Dark matters;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김찬수
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword :

□ 연구개요 본 과제는 “방사성 세슘에서 방출되는 에너지를 활용한 방사성 세슘 제거 향상 기술 개발”로 방사성 세슘을 선택적으로, 그리고 높은 효율로 흡착할 수 있는 프루시안 블루 계열 (Prussian Blue Analogues, PBA)를 이용하여 방사성 액체 폐기물 중 방사성 세슘을 제거/회수하고, 이때 흡착된 방사성 세슘에서 방출되는 에너지가 이 프루시안 블루를 환원시킴과 동시에 방사성 세슘이 추가로 흡착되어 더 많이 제거되도록 하는 것이다. □ 연구 목표대비 연구결과 본 과제에서는 외부에서 조사되는 빛이나 전기에너지 그리고 방사성 폐기물에서 방출하는 에너지를 통해서도 프루시안 블루의 환원 및 세슘 이온 추가 흡착이 일어날 수 있는지 살펴보았다. 구체적인 연구수행 내용을 요약하면 다음과 같다. (1) 방사성 세슘(¹³⁷Cs) 에서 방출하는 에너지를 활용한 방사성 세슘 흡착 성능 극대화할 수 있는지 살펴보았다. 이를 위해, 수중에서 방사성 세슘으로부터 방출하는 에너지를 활용한 고도산화 반응들을 살펴보았고, 외부 광원 없이 방사성 물질에서 방출되는 에너지가 과산화수소를 분해하여 강력한 산화력을 갖는 OH라디칼을 만들고, 이를 통해 오염물질이 분해될 수 있음을 알 수 있었다. (2) 방사성 세슘에서 방출하는 에너지를 활용하는 프루시안 블루 흡착제를 찾을 수 있었다. 다양한 프루시안 블루 중 방사성 세슘에서 방출하는 에너지를 흡수하여 이용할 수 있는 프루시안 블루를 찾아보고 이들의 물리 화학적 특성에 따른 방사성 세슘 제거 효율을 비교해 보았다. 또한, 프루시안 블루가 방사성 세슘에서 방출하는 에너지를 직접 이용하는 것과 광촉매가 방사성 세슘에서 방출하는 에너지를 흡수하고 이를 이용해 프루시안 블루에 추가적인 세슘 흡착이 일어나는 것을 비교해 보았다. (3) 방사성 세슘 흡착 및 탈착 시스템을 활용한 방사성 폐기물 저감 기술을 개발하였다. 방사성 물질을 흡착하는 흡착제 자체가 2차 폐기물이 되고 있어서 방사성 폐기물의 양을 줄이기 위해서는 흡착 효율이 높은 흡착제 개발뿐만 아니라 탈착을 통해 흡착제를 재사용하고 방사성 물질을 농축하여 최종 발생 폐기물의 양을 줄일 수 있는 기술이 필요하다. 본 연구에서는 탄소나노섬유 전극을 이용하여, 전기화학적 흡착 및 탈착 반응을 통해 방사성 세슘을 선택적으로 흡착시키고, 다른 화학물질의 사용 없이 탈착 반응을 일으켜, 흡착제를 재생시킴과 동시에 발생 폐액의 농축이 가능하도록 하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 최근 들어 방사성 세슘의 제거에 관한 관심이 높아지고 있는 이유는 2011년 후쿠시마 원전 사고로 환경에 다량 유출되었고, 현재도 진행 중이기 때문이다. 또한, 원자력발전소 해체를 위한 제염과정에서 다량의 방사성 세슘 폐기물이 발생할 수 있다. 특히, 방사성 오염 폐수 내의 고 방사성 주요 핵종이 방사성 세슘과 스트론튬이며 이중 감마선을 방출하는 방사성 세슘은 그 농도가 높아 작업자의 안전을 가장 위협하는 인공 방사성 핵종이다. 방사성 세슘을 흡착하는 기존 흡착제의 경우 흡착 후 그대로 방사성 폐기물로 처리되기 때문에 2차 폐기물의 양을 획기적으로 줄일 수 있는 기술 개발이 필요하다. 본 과제를 통해 개발한 방사성 세슘에서 방출하는 에너지를 활용한 방사성 세슘 제거 향상 기술 및 방사성 세슘 흡탈착 기술 개발을 통해 방사성 폐기물의 양을 줄임으로써 경제적으로 가치 있다. 그뿐만 아니라 본 연구의 결과는 앞으로 방사성 오염 폐수 처리에 접근하는 새로운 방식을 제시할 수 있을 것으로 기대된다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김순현
• 주관연구기관 : 대구경북과학기술원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 방사성 세슘;프루시안 블루;광촉매;흡착;탈착; 2. Radioactive Cesium;Prussian Blue;Photocatalysis;Adsorption;Desorption;

연구개요 방사선 저항성 진핵 미생물로 알려진 크립토코쿠스 네오포만스의 신호 전달인자(전사조절인자 및 인산화 효소) 변이균주 라이브러리를 이용한 표현형 분석 및 시스템학적 접근(전사체 및 인단백질체)을 통해 방사선 저항성 인자를 시스템 수준에서 동정 및 분석하여 해당 진균의 방사선 반응 및 저항성 메커니즘을 이해하고 최종적으로 진핵 생물 기반 방사선 생물학의 기초 연구 자료로 활용하고자 함 연구 목표대비 연구결과 본 연구는 다음과 같이 연구목표를 바탕으로 연구를 수행하였음. 1) 방사선 저항성 진균의 신호전달 변이균 라이브러리를 이용한 방사선 반응 연구. 2) 방사선 반응 하위 인자의 기능적 네트워크 분석. 3) DNA 손상 복구 탈인산화 효소의 방사선 반응 및 DNA 손상 복구 기능 규명. 4) DNA 신호전달 경로의 약물 저항성 기작 규명을 목표로 하였음. 1의 연구 목표를 수행하기 위하여 전사조절인자 및 인산화효소 변이균주 라이브러리를 이용하여 방사선 및 DNA 손상 스트레스 표현형 분석을 수행하였고 신규 인산화 효소(LAMMER)를 동정하여 방사선 및 DNA 손상 스트레스 복구 기능 연구를 수행하였음. 2의 연구 목표를 수행하기 위하여 Rad53-Bdr1 신호전달경로에 의해 조절되는 상동재조합 및 비상동말단재조합 조절 기능 연구, DNA replication 스트레스 조절을 통한 DNA 손상 복구 기능 연구, 전사조절인자(Bdr1, Hcm1)의 방사선 반응 전사체 분석 연구를 수행하였음. 특히 상동재조합 및 비상동말단재조합 조절 기능 연구를 통하여 DNA 손상 복구 결손시 유전적 불안전성이 발생하고 이를 통해 약물 저항성 출현 빈도가 높게 나타남을 확인하였음. 3의 연구 목표를 DNA 손상 반응과 관련있는 2개의 탈인산화효소(Pph3, Ptc2)를 동정하고 해당 탈인산화효소가 Rad53-Bdr1 신호전달경로에 어떠한 상관관계를 가지는지 확인하였음. 4의 연구 목표를 수행하기 위하여 다양한 크립토코쿠스 종의 Rad53-Bdr1 변이균주 제조하였고 해당 균주를 이용하여 약물 저항성 및 전사체 분석을 통해 약물 저항성 기작을 규명하였음. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 본 연구는 통해 규명된 방사선 저항성 진핵 미생물 모델을 이용한 방사선 저항성 및 반응 메커니즘의 이해는 고등생물의 복잡한 방사선 반응의 이해 증진을 위한 기초 자료로 사용할 수 있기 때문에 가치가 크다고 판단됨. 또한 본 연구를 통해 확보된 자료는 유사분야 연구(예. 우주작물 재배 등)의 기초자료로 직접 혹은 간접적으로 이용함으로써 방사선 생명공학 분야 이외에 새로운 가치를 창출할 수 있을 것으로 생각됨. 최근 연구 결과와 본 연구를 통해서 DNA 손상 복구 유전자들의 변이가 생긴 균주의 경우 항균 활성 약물 저항성 균주들의 출현율이 높게 나타남을 확인할 수 있었음. 본 연구를 통해 확보된 DNA 손상 복구 조절 제어를 통해 약물 저항성 변이 및 병원성 변화 예측 연구가 가능할 것으로 판단됨. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정광우
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230300
• Keyword : 1. 방사선;크립토코쿠스;디엔에이 손상;전사조절인자;인산화 효소; 2. Radiation;Cryptococcus;DNA damage;Transcription factor;Kinase;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 연구 질문: 누가 한국의 폐기물 처리 기반시설을 유지하는가? 왜 그들을 메인테이너라고 호명하고 드러내는 것이 중요한가? 위의 연구질문에 답함으로써 한국의 폐기물 처리 기반시설의 유지 보수 노동에 얽힌 다양한 문제를 드러내고 서사를 구축하는 것을 목표로 한다. ◼ 전체 내용 연구 동기: 과학기술 “혁신” 에 집중되는 예산 및 인력에 비해 혁신의 결과물로 사회에 깊숙이 자리한 기반시설을 유지하고 보수하는 사람들에 대한 관심은 부족하다. 그 중에서도 혁신의 과정에서 나오게 되는 부산물들, 즉 폐기물을 처리하기 위한 기반시설은 대개 조명을 받지 못한다. 위의 연구질문에 답하기 위해 크게 세 가지의 폐기물 처리 기반시설 (경주 중저준위 방사성폐기물 저장시설, 세종 및 대전 “자동크린넷“ 폐기물 집하시설, 서울 마포 자원회수시설(소각장)) 현장을 방문하고 노동자들을 인터뷰하는 방식으로 연구를 수행했다. □ 연구개발성과 수행한 인터뷰 및 현장 방문을 바탕으로 여러 편의 사진 에세이를 작성하였다. 또한 본 프로젝트의 토대가 된 중요한 저작물인 “Hail the Maintainers”를 한국어와 프랑스어로 번역함으로써 메인테이너 개념을 다양한 언어로 소개하고자 했다. 이러한 저작물을 학계에 출판하기에 앞서, 재난학과 과학기술학 분야의 현장 연구자들의 연구 결과 아카이브이자 네트워크 허브인 Disaster-STS Network Platform(disaster-sts-network.org) 에 게시하였다. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 아직 수행하지 못한 인터뷰와 현장 방문(특히 자동크린넷을 설계한 엔지니어, 자동크린넷을 도입한 공무원, 수도권 재활용폐기물선별장 노동자, 등) 을 마친 뒤 연구 성과를 좀더 정교하게 다듬어 학회지에 논문을 출간할 예정이다. 또한, 메인테이너를 주제로 패널을 구성하여 과학기술학 분야의 가장 권위있는 국제 학회인 4S(Society for Social Studies of Science) 2023에서 발표를 할 예정이다. 이러한 시도는 다양한 정책 함의를 도출하고 홍보하기 위함이다. 특히, 본 연구는 한국의 폐기물 기반시설의 메인테이너를 다룬 만큼, 연구의 배경이자 무대가 된 한국의 정책 현실과 학계에 기여하기 위해 한국어 출판물도 계획 중이다. 도시 기반시설과 자연환경의 유지보수에 중요한 역할을 담당하는 폐기물처리 기반시설을 유지보수하는 노동자들의 중요성과 그들이 처한 열악한 노동환경을 드러내는데 기여하길 기대해 본다. (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 스캇 게이브리얼 놀스
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 메인테이너;폐기물;기반시설;보이지 않는 노동;현장 연구; 2. Maintainer;Waste;Infrastructure;Invisible Labor;Field Work;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 이준
• 주관연구기관 : (주)에스제이엠
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 핵융합;이중 진공경계;원자력코드;벨로우즈;로타리 피드스루; 2. Nuclear Fusion;Dual vacuum wall;ASME;Formed Bellows;Rotary feedthrough;

연구개발 목표 및 내용 최종 목표 ○ 전 세계적으로 연간 700만 명을 조기 사망에 이르게 하는 미세먼지는 분석 및 저감 방안 정립이 시급한 상태로서, 물질 분석 및 개질에 효과적인 방사선기술을 이용하여 - 미세먼지 오염원을 중성자 방사화 분석 기술로 정확하게 평가하고, - 전자선으로 미세먼지 원인물질을 저감시키는 기술의 개발 전체 내용 [1세부] 1. 전자선 기반 미세먼지 저감 요소기술 개발 2. 전자선 기반 미세먼지 응축 전환 기술 개발 3. 전자선 기반 미세먼지 저감 시스템 개발 및 현장 적용성 평가 [2세부] 1. 미세먼지 성분 분석 정밀도 향상 2. 국내 대도시 미세먼지 모니터링 연구 3. 방사선 정보를 이용한 시간별 대기 미세먼지 영향 모델링 1단계 목표 [1세부] ○ 1차년도: 전자선 기반 질소/황산화물 처리기술 타당성 확보 ○ 2차년도: 전자선 기반 2차생성 미세먼지 응축전환 기술 개발 [2세부] ○ 1차년도 : 서울, 대전 측정소 구축 ○ 2차년도(단계) : 포집 기술 개발 및 분석 기술 정립 내용 [1세부] ○ 1차년도: 전자선 기반 질소/황산화물 처리기술 타당성 확보 - 질소/황산화물 분석 시스템 구축 - 전자선 기반 질소/황산화물 처리 시스템 요소기술 개발 - 첨가제 종류에 따른 질소/황산화물 제어특성 연구 ○ 2차년도: 전자선 기반 2차생성 미세먼지 응축전환 기술 개발 - 응축성 미세먼지 분석 시스템 구축 - 전자선 기반 응축성 미세먼지 전환 시스템 설계 및 구축(Bench scale) - 전자선 기반 응축성 미세먼지 전환 요소기술 개발 - 전자선 기반 응축성 미세먼지 전환 메커니즘 규명 [2세부] ○ 1차년도 : 서울, 대전 측정소 구축 - 방사화 분석을 통한 환경시료 분석 및 평가 - 미세먼지 측정소 설계 및 구축 - 대기 환경 샘플 확보 - 미세먼지 모니터링을 위한 방사선 정보 수집 및 분석 ○ 2차년도(단계) : 포집 기술 개발 및 분석 기술 정립 - 미세먼지 매트릭스 확립 및 방사화 분석 정밀도 측정 - 측정소 운영을 통한 미세먼지 포집 및 분석 - 오염원별 미세먼지 샘플 확보 및 분석 - 대기 방사선정보와 미세먼지의 상관관계 분석 2단계 목표 [1세부] ○ 3차년도: 전자선 기반 미세먼지 제어 시스템 개발 ○ 4차년도: 전자선 기반 미세먼지 저감 시스템 최적화 ○ 5차년도: 전자선 기반 미세먼지 저감기술 현장 적용성 연구 [2세부] ○ 3차년도: 미세먼지 내 방사성 물질 이용 추적 기술 개발 ○ 4차년도: 중국발 미세먼지 오염원 추적 ○ 5차년도: 환경부 교차 분석 완료, 중국발 미세먼지 평가 내용 [1세부] ○ 3차년도: 전자선 기반 미세먼지 제어 시스템 개발 - 응축성 미세먼지 저감효율 개선 - 응축성 미세먼지 집진기술 최적화 - Semi pilot-scale 미세먼지 저감 시스템 구축 - 전환 응축성 미세먼지 입자특성 규명 연구 ○ 4차년도: 전자선 기반 미세먼지 저감 시스템 최적화 - 다양한 운전인자에 따른 미세먼지 처리효율 데이터 확보 및 주요 인자 도출 - Pilot scale 질소/황산화물 발생 시스템 구축 및 전자선 반응기 설계 - 현장처리용 시작품 제작 및 최적 전자선 운전변수 확보 ○ 5차년도: 전자선 기반 미세먼지 저감기술 현장 적용성 연구 - 전자선 기반 미세먼지 저감 시스템 기술 타당성 및 경제성 평가 - 시스템 운전 최적화 및 성능 고도화를 통한 현장 적용성 평가 - 장기운전을 통한 시스템 신뢰성 및 데이터 베이스 확보 - 전자선 기반 미세먼지 저감용 전처리 필터 개발 및 현장 실증 평가 [2세부] ○ 3차년도: 미세먼지 내 방사성 물질 이용 추적 기술 개발 - 타 분석 기법 간 정밀도 평가 및 검출하한 향상 - 기상 조건 별 미세먼지 성분 분석 - 미세먼지 내 방사성 핵종 분석 - 대기상태에 따른 방사선량 기반 미세먼지 영향 모델링 ○ 4차년도: 중국발 미세먼지 오염원 추적 - 방사성 핵종 기반 오염원 평가 방법 개발 - 방사선 정보를 이용한 계절별 대기 미세먼지 영향 모델링 ○ 5차년도: 환경부 교차 분석 완료, 중국발 미세먼지 평가 - 제주도 미세먼지 동향 분석 - 제주도 미세먼지 시료 내 단반감기 핵종 분석 - 원자력 연구원 내 XRF 와 iNAA 시료 분석 비교 - 국립환경원 시료 비교 분석 연구개발성과 ○ 전체 연구개발기간 목표: 국내외 논문 게재 22건/학술 발표 30건/특허 출원 10건/특허 등록 6건/기술이전 1건/기술인증 1건/인력양성 7명 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 (1) 과학·기술적 측면 ○ 방사능을 미세먼지 분석의 새로운 마커로서 활용하여 새로운 데이터 산출 ○ 지속적인 연구 및 이종기술 융합을 통한 온실가스 배출 저감 및 온실가스 배출권 거래 우위 선점 (2) 경제·산업적 측면 ○ 기존 방사능 측정 시설을 미세먼지 측정소로 활용 가능케 하는 기술로 실시간 미세먼지 측정소 170개소 및 미세먼지 성분 분석 측정소 15개소 확장 효과 ※ 성분 분석 측정소 구축비용만 약 150 억원 이상 절감 ○ 기존 탈질(SCR) 및 탈황(FGD) 설비 대비 초기 시설투자비 40% 및 운전관리비 40% 절감 예상 ○ 중국 및 신흥경제국가의 방사선융합기술 시장 선점 ○ 기존 탈질설비의 SCR 촉매 등의 수입대체 효과 (3) 사회적 측면 ○ 미세먼지를 비롯한 대기오염물질 처리 신기술 개발을 통한 대국민의 건강 증진 기여 및 안전문제 해결 ○ 미세먼지와 방사능의 상관관계를 바탕으로 미세먼지 분류 정보를 실시간으로 국민들에게 제공하여 과도한 불안감 해소 유도 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김태훈
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 미세먼지;방사화 분석;미세먼지 오염원;전자선;질소산화물; 2. particulate matter;activation analysis;PM emission source;electron beam;Nitrogen oxides;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 페로브스카이트 구조를 갖는 유기-무기 융합화합물 단결정 성장과 물리적 특성 연구로 새로운 물질 개발 ◼ 전체 내용 유기와 무기 물질의 단점을 보완하고 장점을 유지하는 새로운 방식의 유-무기 물질이 필요하여 유-무기 소재는 제조비용이 저렴하고, 제조 및 소자 제작 공정이 간단하며, 광학적, 전기적 성질을 조절하기 쉬운 유기 소재의 장점과 높은 전하 이동도 및 기계적, 열적 안정성을 가지는 무기 소재의 장점을 모두 가질 수 있는 친환경적인 물질 개발 결과적으로 열에 안정적이고 친환경적인 유기-무기 융합 화합물로 구성된 페로브스카이트 타입의 물질을 개발하여 solar cell 물질에 이용하는데 기여함 □ 연구개발성과 1. 광학 소자 물질에 이용할 수 있는 페로브스카이트 구조를 갖는 유-무기 융합 화합물 단결정 성장 2. 페로브스카이트 구조를 갖는 유-무기 융합 화합물인 단결정계에서 우수한 물리적 특성을 나타내는 구조연구 3. 강탄성 특성에 의한 twin domain 연구 4. 광학 특성이 좋은 혼합 단결정의 구조적, 역학적 특성연구 5. 기초 연구로 연구 인력 양성 효과 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ● 단결정 성장: 페로브스카이트 구조를 갖는 유-무기 융합 화합물을 산업체에 이용가능 (무기물인 금속물질의 여러가지 종류인 단결정 성장) ● 구조적인 특성 연구: 단결정계에서 static NMR과 MAS NMR, 그리고 spin-lattice relaxation time 실험으로 solar cell에 이용가능 기대 ● 열역학적인 특성 연구로 습기에 강한 perovskite 연구 결과 얻음 ● 결과적으로 열에 안정적이고 친환경적인 유기-무기 융합 화합물로 구성된 페로브스카이트 타입의 물질을 개발하여 solar cell 물질로 응용기대 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 임애란
• 주관연구기관 : 전주대학교
• 발행년도 : 20230600
• Keyword : 1. 페로브스카이트;단결정 성장;구조연구;핵자기공명;열적특성; 2. perovskite;single crystal growth;x-ray diffraction;nuclear magnetic resonance;thermal property;

□ 연구개발 목표 핵막의 inner membrane에서 mass를 구성하는 intermediate filament 인 Lamin A의 변이는 muscular dystrophy, Lipodystrophy, Cardiomyopathy 및 segmental senescence를 유발함. 그러나 하나의 유전자에서 서로 다른 변이가 왜 서로 다른 조직에 영향을 미쳐 유전질환을 유발하는지에 대한 이해가 부족한 실정임. 본 연구실은 Lamin A의 변이에 따른 질병의 발병 기전을 연구하고, 이를 통해 유전질환뿐 아니라 관련 유사 질환의 치료법을 제공하고자 함 □ 연구개발 내용 본 과제는 4명의 공동 연구자로 구성되어 있음. 1. 질병 기전 연구 : 우선 Lamin A의 변이에 따라 세포 내 신호 전달 과정의 변화 및 결합 단백질의 변화, 또한 in vivo 질병 모델 구축을 연구하여 질병의 발생 원인을 규명하는 연구를 진행하고자 함. 2. 단백질 구조 연구 : Lamin A의 다양한 변이가 단백질 구조에 어떠한 변화를 유발하는지를 구조생물학적 방법으로 연구하고, 이를 통해 핵막의 구조적 변화와 질병간의 연관성 규명. 또한, cryo-EM 기법을 통해 실제 세포내 Lamin A의 3차원적 구조변화를 실질적으로 구현하고자 함. 3. Lamin A 변이에 따른 줄기세포 분화 양상 변화 연구 : Lamin A의 발현이 세포의 분화에 따라 나타남. 따라서 Lamin A의 변이 위치에 따라서 각각의 세포 분화에 어떠한 영향을 미치는가를 분석. 특히 심근세포 분화를 중심으로 분석하여 dilated cardiomyopathy의 원인을 규명하고자 함 4. 세포주기에 따른 Lamin A의 결합과 해체 과정 분석 : 핵의 내막에 위치한 Lamin A는 세포주기에 따라 해체되거나 재조합이 되는 과정을 거치게 되는데, Lamin A의 변이에 따라 핵막의 assembly와 dissembly에 미치는 영향을 분석하여 세포주기의 변화와 질환의 특성을 규명하고자 함 이러한 연구를 통해 Lamin A의 변이가 왜 다양한 질병을 유발하는지에 대한 생리학적, 병리학적 이해를 얻고자 하며, 이를 통해 이들 질환에 대한 치료법 개발의 기초를 제공하고자 함 □ 활용 계획 및 기대 효과 기대효과: Lamin A 변이에 의한 질환은 조로증, 지방세포나 근이영양증, 심근세포확장증 등 신체 조직 내 다양한 질환을 유발한다. 이러한 증상은 일반적 노화 과정에서 일어나는 근육소실, 피하지방 조직의 감소, 심근세포의 기능 저하와도 연관이 있을 것으로 판단된다. 따라서 본 연구를 통해 Lamin A의 기능 이상과 유전질환의 연관성을 규명하면, 특정 유전질환에 대한 치료법 개발뿐 아니라 노화에 동반되는 유사질환에 대한 치료법이나 예방법 개발에 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 본 연구의 성공적 수행은 이후 화합물 검색의 과학적 기초를 제공하여 신약개발로 이어질 것으로 판단되며, 이에 대한 경험을 본 연구진이 보유하고 있어 성공 가능성이 매우 높을 것으로 생각됨. 활용 계획: 본 연구결과를 통해 얻어진 Lamin A 변이에 따른 서로 다른 질환의 발병원인 규명은 곧바로 치료물질 검색법 개발의 기초로 활용될 예정이며, 이에 대한화합물 라이브러리도 확보한 상태임. 또한, 연구개발을 통해 얻어진 화합물 검색법은 특허 출원 후 희귀질환 전문 개발 회사로 기술이전을 통해 실제 약물 개발로 이어지게 할 예정임. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박범준
• 주관연구기관 : 부산대학교
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 핵막;라민 A;희귀유전질환;조로증;근위축증;지방소실증;심근확장증;노화; 2. nuclear membrane;Lamin A;rare genetic disease;Progeria;muscular dystrophy;lipodystrophy;dilated cardiomyopathy;Aging;

□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 Development of bio- and engineered-textiles by multilayered nanomaterials to provide the microenvironment for the treatment of skin cancer and filtering of radiations (ultraviolet (UV) & electromagnetic (EM)) to prevent onset and growth of cancer. ○ 전체 내용 Main description of goals: ● Synthesis of multi-layered nanomaterials on textile fabric suitable for microenvironment with UV protection and EM shielding ● Analysis of the prepared textiles for functional properties toward the textile characteristics and desired applications ● In-vitro studies on modified textiles with normal and skin cancer cells ● Development of bio-engineered textiles with the capability of cancer cell apoptosis and radiation filter In this project, we intend to design bio-cum-engineering textiles modified with nanomaterials of suitable characteristics of UV protection, EM shielding, and cytotoxicity toward skin cancer cells. ○ 1단계 ● 목표 Development of biocompatible nanomaterials to attach on textiles cloth for proliferation of skin cells. ● 내용 To achieve this goal, I have chosen gold nanoparticles (AuNPs) as they are considered the most suitable materials for drug delivery, and their hot electrons are non-active in the UV zone. Consequently, I optimized the preparation of AuNPs using various methodologies and surfactants to enhance their ability to promote the proliferation of skin cells and load drug molecules. In the first year, I developed AuNPs using two different strategies for cell proliferation and drug delivery: 1. 60 nm AuNPs were prepared using a novel, sustainable, and green technique capable of loading drug molecules and promoting the proliferation of skin cells. 2. 50 nm AuNPs were prepared using the standard Turkevich protocol without any additional surfactant modifications. The prepared AuNPs were subjected to standard procedures to evaluate their effectiveness in promoting the proliferation of skin cells: 1. L929 cells were tested with textile samples modified with AuNPs. 2. MTT assay was performed to assess the proliferation capability or toxicity of cells on the textile surface. The results confirmed that both types of AuNPs promoted cell proliferation, but the citrate-capped AuNPs showed higher proliferation. ○ 2단계 ● 목표 Textile cloth modified with nanomaterials to filter the radiation ● 내용 To achieve this, I have chosen zinc oxide (ZnO) nanomaterials as they are effective UV filters and widely utilized in radiation filters. To identify the most suitable ZnO nanomaterials, I prepared them to use the following methods: 1. ZnO was prepared using different Zn binders such as chloride, nitrate, sulfate, and acetate. 2. ZnO was synthesized using different surfactants like HMTA (hexamethylenetetramine). These methods resulted in the formation of various nanostructures including particles, nanopillars, nanorods, and nanodisks. Among these structures, the nanopillars made of ZnO exhibited a radiation filter capability. □ 연구개발성과 ● Biocompatible cotton textile cloth material: It can promote the proliferation of skin cells for various applications, such as intuitive wound healing, skin cancer treatment, and biocompatible intralayer for wearables. ● Selective improvement in the narrow band radiation filter. ● Identification of active methodologies for textile treatment. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 The developed AuNPs have shown significant potential as an internal wound healing agent, without negatively affecting the skin's physiological mechanisms. Furthermore, they have the capability to efficiently load drugs to support other skin tissues. The AuNPs-modified textile cloth, as a wearable, effectively nourishes our skin cells through proliferation. Expected effect： The transfer of this strategy to the scale-up process is projected to secure a position in the future million-dollar market (estimated to reach US$249.95 billion by 2026). In the healthcare industry, bio-functional textiles will hold great importance as stable and reusable medical clothing. Given the drastic changes and imbalances in climate conditions, the adoption of bio-functional textiles as a protective layer against harmful radiation and skin cancer in our daily lives becomes imperative. (source : 요약문 3p)

• 연구책임자 : SHANKAR PRABAKARAN
• 주관연구기관 : 성균관대학교
• 발행년도 : 20230600
• Keyword :