□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 이번 과제는 도파관(waveguide)에서 발생하는 시간조화 조건을 만족하는 전자기파의 산란과 전파를 수치적으로 계산하기 위한 영영분할법에 대한 해석적 연구를 목표로 하고 있다. 전자기파에 대한 복사조건(radiation condition)을 대체할 수 있는 PML과 CRBC와 같은 고차의 흡수경계조건를 연구하는 것과 더불어 고차의 흡수경계조건을 transmission condition으로 활용한 double sweep Schwarz method를 Maxwell 방정식에 적용하고, 이 알고리즘의 안정성과 근사해의 수렴성에 대한 연구를 진행하고, 이론을 입증할 수 있는 유한요소법을 활용한 수치적 예를 보여준다. ○ 전체 내용 이번 연구 과제에서는 도파관에서 발생하는 시간조화 조건의 전자기파의 전파와 산란을 수치적으로 계산하기 위한 영영분할법에 대해 연구하였다. Helmholtz 방정식에 대해서 연구된 DtN, PML, 그리고 CRBC 등의 다양한 형태의 흡수경계조건을 연구를 바탕으로 도판관에서의 전자기파에 대한 복사조건과 그 복사조건을을 대체할 수 있는 고차의 흡수경계조건을 연구하였다. Helmholtz 방정식에 잘 적용되어 온 PML과 CRBC를 발전시켜 극분해된 Maxwell 방정식에 맞는 흡수경계조건을 정의하고, well-posedness와 유한요소법의 오차 분석에 대해서 연구를 진행하였다. 또한 흡수경계조건을 활용하여 극분해된 Maxwell 방정식을 위한 double sweep Schwarz method를 연구, 개발하였다. 전체의 계산영역을 도파관의 축에 수직이 되면서 겹치지 않는 작은 부분영역으로 나누고, 영역과 영역사이에서 고차의 흡수경계조건을 활용하여 고정밀의 데이터가 교환될 수 있도록 하는 알고리즘을 개발하고, 이 근사적 알고리즘에 대한 해의 존재성과 안정성, 그리고 근사해의 수렴성에 대해서 연구하였다. □ 연구개발성과 1.극분해된 Maxwell 방정식에 대한 PML, CRBC 흡수경계조건의 개발과 수렴성과 안정성에 대한 분석 2.1차원으로 전개된 주기적 매질에서의 극분해된 Maxwell 방정식의 PML과 CRBC조건을 결합한 이질적 흡수경계조건의 개발 3.도파관에서의 다중산란을 위한 DtN 흡수경계조건 개발 4.극분해된 Maxwell 방정식을 위한 double sweep Schwarz 방법론 개발 및 수렴성 연구 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 이번 연구는 3차원 공간의 도파관에서 발생하는 전자기파의 산란과 전파를 효율적으로 계산할 수 있는 수치적 알고리즘의 개발과 수학적인 안정성과 수렴성을 증명하는데 있다. 이번 연구 결과는 전자기파에 대한 흡수경계조건을 심도 있게 이해할 수 있는 새로운 결과를 제공할 것이기에 다양한 형태의 파동의 전파와 산란을 연구하는데 있어서 그 기대효과가 클 것으로 보인다. 또한 이번 연구 과제를 통해 얻은 전자기장에 대한 흡수경계조건의 결과들을 지속적으로 발전시킨다면 응용력이 큰 지진파와 같은 벡터 탄성파를 다룰 수 있는 이론으로 확장 가능할 것이다. 이는 물리학, 지질학, 해양학, 전자기학, 음향학 및 의료공학 등 자연과학과 공학의 많은 분야에서 폭넓게 활용될 수 있어 다른 응용분야로 확대될 수 있는 연구의 기초로 활용될 것이다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김승일
• 주관연구기관 : 경희대학교
• 발행년도 : 20231200
• Keyword : 1. 맥스웰 방정식;흡수경계조건;복사조건;영역분할법;유한요소법; 2. Maxwell equation;absorbing boundary condition;radiation condition;domain decomposition method;finite element method;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 연구는 신장질환 병인기전으로 Farnesoid X receptor (FXR) 의 역할을 규명하고, 이를 통해 신장질환개선치료 연구 ◼ 전체 내용 1. 신장 질환에서 핵수용체 FXR의 작용제의 효과 확인 2. FXR과 Non-SMAD 신호체계에 의한 항 섬유화 효과 3. FXR에의한 YAP의 인산화 제어 기전 연구 4. 신장 특이적 FXR knockout (KO) 마우스 제작 5. 신장 FXR에 의한 autophagy 제어 기전 탐색 6. 신장 FXR에 의한 apoptosis 조절 탐색 7. 신장 특이적 FXR 결핍 마우스를 이용한 표적 유전자 탐색 8. FXR에의한 신장 섬유화 억제효과 규명 및 기능 제시 □ 연구개발성과 ∘ FXR의 활성화로 인해 Src Kinase의 인산화 조절을 통해 YAP의 활성을 조절함을 밝힘 ∘ HK2 cell 및 마우스 모델(WT & FXR KO)에서 FXR에의해 autophagy 조절 확인 ∘ RNA-Sequencing을 통해 FXR의 새로운 타깃 유전자 발굴 ∘ 급성신장질환에서 autophagy와 apoptosis 상관관계 연구 ∘ 급성신장질환에서 초기 autophagy와 apoptosis의 조절에 따른 만성신장질환으로 진행 가속화 연구 ∘ FXR의 결핍에 따른 autophagy 및 ROS조절 연구 ∘ 급성신장질환 모델에서 새로운 세포사멸 ferroptosis를 규명하고 FXR에 의해 ferroptosis관련 유전자 조절 기전을 밝힘 ∘ 연구기간내에 총 5편의 논문, 학회 발표, 언론보도 성과가 있었음. 논문중에서는 상위 10%안의 논문 3편을 등재함 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 1. FXR에 의한 신장질환 치료 기반 제공 ▪ FXR에 의한 새로운 신장 섬유화 제어 기전 제시 ▪ 신장질환에서의 FXR의 기능적 역할을 제시하여 약물학적인 치료 방안 제시 2. FXR의 신장 특이적 유전자 지도 ▪ 신장 특이적 FXR의 유전자 지도를 제시하여 약물학적 표적으로의 가능성 제시 ▪ FXR을 표적으로 하는 신약개발의 기반 조성 (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김동현
• 주관연구기관 : 전남대학교
• 발행년도 : 20231000
• Keyword : 1. 신장;핵 수용체 FXR;자가포식;세포사멸; 2. Kidney;nuclear receptor FXR;Autophagy;Apoptosis;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 윤종원
• 주관연구기관 : 한국재료연구원
• 발행년도 : 20231100
• Keyword : 1. 무전원;열복사 스위칭;에너지 절감;이산화바나듐;Fabry-Perot 간섭계; 2. thermal radiation switching;energy saving;vanadium dixoide;Fabry-Perort interferometer;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 박상윤
• 주관연구기관 : 에스에프테크놀로지(주)
• 발행년도 : 20230100
• Keyword : 1. 보호장구;인공지능;영상인식;작업자 안전관리;원자력 발전소; 2. personal protective;AI;vision recognition;worker safety management;nuclear power plant;

□ 연구개발 목표 및 내용 ㆍ 최종 목표 본 연구는 그래핀(graphene)을 사용하여 우수한 테라헤르츠파 검출기(terahertz wave detector)를 구현하는 것이 목표다. 그래핀은 일반 금속에 비해 큰 열전기력(thermoelectric power) 특성을 갖고 조절가능한데, 이것을 이용하면 테라헤르츠파(terahertz wave)를 간단하면서 정밀하게 측정할 수 있다. 본 연구를 통하여 현재 테라헤르츠파 검출 기술의 한계를 극복하고, 상온에서도 작동 가능한 테라헤르츠파 이미징(imaging) 기술로 발전시킬 계획이다. 특히 그래핀으로 수백 개의 검출기 배열(array)을 만든 후 그래핀의 유연성(flexibility)을 이용하여 반구 모양의 유연한 절연체 기판위에 배열해 놓으면 사람의 눈과 같은 형태가 되는데, 이는 테라헤르츠파 검출 성능을 더욱 향상시켜 이미지화할 수 있는 효과적인 “눈(eye)”이 될 것이다. ㆍ 전체 내용 테라헤르츠 기술은 그 발생기와 검출기 개발의 어려움으로 인해서 마이크로웨이브나 적외선 기술에 비하여 상대적으로 발달되지 못했다. 하지만 테라헤르츠파는 잠재적으로 보안, 의학, 천문학 및 재료검사 등 다양한 응용 분야에서 사용될 수 있다. 예를 들어 테라헤르츠파는 사람에게 은폐 된 무기를 원격으로 탐지하는 보안 검사에 사용될 수 있는데 이는 테라헤르츠파가 직물이나 플라스틱은 침투할 수 있지만 금속은 침투할 수 없는 특성 때문이다. 또한 물은 테라헤르츠파를 흡수하므로 인체의 일부도 테라헤르츠파를 이용해 이미징할 수 있다. 그리고 테라헤르츠파는 인체에 무해하기 때문에 살아있는 조직과 DNA에 대해 안전하여, 의약분야에서 폭넓게 사용 가능하며 이는 기존의 엑스레이(X-ray)를 사용하는 것보다 더 정확한 인체 내부 이미징을 가능하게 할 것이다. 그래핀은 탄소 원자의 한층으로 벌집 격자를 갖는 이차원 물질이다. 즉 부피가 없고 이차원의 표면만 있어 매우 작은 열질량 (thermal mass)을 갖고 있다. 그래핀을 이용하면 테라헤르츠타 검출기에 매우 빠른 응답속도를 주게 된다. 또한, 그래핀은 매우 낮은 전자-포논 결합성(electron-phonon coupling)을 갖기 때문에 포논 (격자) 온도에 비해 전자의 온도만 선택적으로 증가시킬 수 있어 검출기의 성능을 떨어뜨리지 않으면서 높은 측정 감도를 유지하게 된다. 테라헤르츠파를 입사하게 되면 그래핀의 온도가 올라가게 되는데, 그래핀의 저항은 온도 의존성이 약하기 때문에 테라헤르츠파 신호 검출을 위해 사용하기 어렵다. 대신에 우리는 그래핀의 크고 조절 가능한 열전기력(thermoleelctric power)을 이용하여 전자의 온도증가를 미세하게 감지할수 있다. 국제공동연구의 스웨덴 Chalmers University of Technology 측 연구책임자인 Prof. August Yurgens 그룹은 이미 실험을 통해 그래핀의 열전기력을 이용한 검출기 아이디어가 “기가헤르츠(Gigahertz, GHz)와 온도 100 K 영역”에서 성공적으로 작동함을 보여주었다. 구체적으로 94 GHz에서 광학 감도 400-700 V/W 와 잡음 등가 파워 NEP = 20 pW/Hz 로 반도체 다이오드에서 얻은 최신 결과와 비슷하거나 더 우수함을 보여주었다. 따라서 본 과제에서는 테라헤르츠파와 검출기 소자 사이의 임피던스 매칭(impedance-matching)과 대용량 검출기 소자의 디자인 최적화 등의 단계를 거쳐 새로운 테라헤르츠파 검출기 소자를 구현하려고 한다. ㆍ 1년차 ∘ 목표 그래핀을 이용한 테라헤르츠파 검출기 개발 ∘ 내용 · 테라헤르츠파와 검출기 사이의 임피던스 매칭 (impedance-matching) 해결 · 다양한 절연 기판을 사용한 검출기 작동 실험 · 그래핀의 도핑농도 및 케리어 타입의 최적화 · 포스포린(phosphorene)을 이용한 테라헤르츠파 검출기 시험 ㆍ 2년차 ∘ 목표 대면적 그래핀을 이용해서 대량으로 제작 배열된 테라헤르츠파 검출기 연구 ∘ 내용 · 대면적 그래핀의 열전기력 1/f 잡음 측정 · 실리콘 기판 위에 대면적 그래핀을 이용한 대량의 테라헤르츠파 검출기 배열 제작 · 유연한 기판 위에 대면적 그래핀을 이용한 대량의 테라헤르츠파 검출기 배열 제작 □ 연구개발성과 본 한-스웨덴 과학기술 공동 연구사업을 통해 2개의 연구 결과가 국제저널 Sensors, Journal of the Korean Physical Society 에 출판되었고, 향후 2~3개의 추가 논문이 투고를 위해 준비중이다. □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 테라헤르츠 기술은 그 발생기와 검출기 개발의 어려움으로 인해서 마이크로웨이브나 적외선 기술에 비하여 상대적으로 발달되지 못했다. 하지만 테라헤르츠파는 잠재적으로 보안, 의학, 천문학 및 재료 검사 등 다양한 응용 분야에서 사용될 수 있다. 예를 들어 테라헤르츠파는 사람에게 은폐 된 무기를 원격으로 탐지하는 보안검사에 사용될 수 있는데 이는 테라헤르츠파가 직물이나 플라스틱은 침투할 수 있지만 금속은 침투할 수 없는 특성 때문이다. 또한 물은 테라헤르츠파를 흡수하므로 인체의 일부도 테라헤르츠파를 이용해 이미징할 수 있다. 그리고 테라헤르츠파는 인체에 무해하기 때문에 살아있는 조직과 DNA에 대해 안전하여, 의약분야에서 폭 넓게 사용 가능하며 이는 기존의 엑스레이(X-ray)를 사용하는 것보다 더 정확한 인체 내부 이미징을 가능하게 할 것이다. (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 남영우
• 주관연구기관 : 경상국립대학교
• 발행년도 : 20230500
• Keyword : 1. 그래핀;테라헤르츠파;열전기력; 2. graphene;terahertz waves;thermoelectric power;

1. 연구개발과제의 개요 1) 연구개발의 목적 □ 최종 연구개발 목표 ◦ 원전의 안전성 향상을 위한 중대사고 기기생존성(ES1)) 평가 기술 개발 ◦ 중대사고 기기생존성 평가 설비 구축 ◦ 중대사고 기기생존성 평가 체계를 통한 원전 규제 대응 및 산업계 수탁과제 수행 □ 당해 연구개발 목표 ◦ 중대사고 기기생존성 관련 규제요건 분석 ▹ 사고관리계획서 유관기관 협업체계 구축 ▹ 중대사고 기기생존성 평가 관련 규제 및 환경조건 연구 ◦ 중대사고 환경 모사 시험설비 개선 및 운용 ▹ 중대사고 기기생존성 시험설비 개선 및 운용기술 개발 ▹ 중대사고 기기생존성 실증시험 수행 ◦ 기기생존성 평가 기술 및 중대사고용 방화랩(Fire Wrap) 설계기술 개발 ▹ 중대사고 기기생존성 종합영향평가 수행 ▹ 중대사고 대처설비 생존성 향상기술 개발 ▹ 중대사고 환경에서의 상승효과를 고려한 비금속소재 열화평가 기술 개발 (출처 : 본문 1. 연구개발과제의 개요 3p)

• 연구책임자 : 김대환
• 주관연구기관 : 한국기계연구원
• 발행년도 : 20231100
• Keyword : 1. 중대사고;기기생존성;생존성향상;실증시험;안전등급기기; 2. Severe Accident;Equipment Survivability;Survivability Improvement;Type Test;Safety Related Equipment;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 이홍연
• 주관연구기관 : 알엠택
• 발행년도 : 20231200
• Keyword : 1. 삼중수소;감마핵종;방사능;원자력시설;안전관리; 2. Tritium;Gamma Nuclide;Radioactivity;Nuclear Facility;Safety Management;

Ⅳ. 연구개발결과 - 금속, 세라믹 소재에 대한 비파괴 내부 구조 가시화 가능성 평가 완료. 특히, 국내에서는 시도된 적이 없는 금속 소재 결정립 가시화 및 고온 실시간 거동 가시화 분석 인프라 구축 - 상용화된 X-선 장비에서 제약을 가지는 실시간 구조 분석 및 미세 구조 분석 기술의 적용 가능성 평가 완료 - 또한, 방사광 X-선 리소그래피 기법을 적용한 초정밀 미세패턴 제작 가능성 평가 완료 - 방사광 기반 분석 기술 이해도 제고를 위한 기술교류회 및 방사광 분석 가능 정보 가시화 추진. 또한, 방사광가속기 인프라 구축을 위한 소재 이해도 제고 및 협력 체계 구축을 위한 실무 협의 추진 (출처 : 요 약 문 3p)

• 연구책임자 : 박이호
• 주관연구기관 : 한국재료연구원
• 발행년도 : 20231200
• Keyword : 1. 방사광;X-선 이미징;소각 X-선 산란;X-선 회절 이미징;고분해능 분말 회절;X-선 리소그래피; 2. Synchrotron radiation;X-ray imaging;Diffraction computed tomography;Small angle X-ray scattering;High resolution powder diffraction;X-ray lithography;

본 연구는 유인 우주기지건설 핵심기술 협력개발을 목표로 3개년 동안 수행되는 연구 중 1차년도에 해당. 1차년도에 건축본은 기지 컨셉 및 로드맵 구축용 기술분류체계(안)을 도출, 매리본에서는 시작품 제작을 통해 현지자원활용형 탑재형 소결장치, 재료공급장치와 로봇팔 시공시스템 및 시공법을 개발하고 이를 활용하여 소결체를 생성, 건축에너지소에서는 거주환경 구현을 위한 다층쉘 시스템 구조안을 설계하고 시뮬레이션과 실험적 검증을 완료하였고, 설비 시스템 설계안 도출을 위해 극한온도편차 활툥 에너지 하베스팅 시스템과 설비시스템 설계안을 도출하였다. (출처 : 서지자료 394p)

• 연구책임자 : 정준수
• 주관연구기관 : 한국건설기술연구원
• 발행년도 : 20231200
• Keyword : 유인;우주기지건설;핵심기술;협력개발;로드맵;조감도;방호막 시공;다층쉘;에너지 하베스팅 시스템;설비시스템;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 이세헌
• 주관연구기관 : 케이티이
• 발행년도 : 20230200
• Keyword : 1. 비파괴검사;방사선 투과시험;디지타이저;인공지능;이미지 프로세싱; 2. Non Destructive Testing;Radiographic Test;Digitizer;Artificial Intelligence;Image Processing;