□ 연구개요 PCM/SiC 기반 열에너지 저장 및 방출 합성골재의 개발 ● 1차적으로 상변화물질을 활용 에이징 및 진공기법을 통한 함침골재의 개발 ● 2차적으로 상변화물질이 함침된 골재의 표면위에 실리콘 카바이드를 활용하여 표면에 코팅하여 열전도성을 향상시키면서 기계적인 성질이 향상된 합성골재의 개발 개발된 PCM/SiC 기반의 합성골재를 함유한 콘크리트의 열에너지 저장 성능 및 내구성, 기계적인 성능평가 ● 개발된 에너지 저장 및 방출 합성골재가 함유된 콘크리트 모의 부재 제작을 통한 외기온도에 따른 실내 온도 특성분석 (기후변화에 따른 에너지저장 및 방출) □ 연구 목표대비 연구결과 ■ 개발된 PCN/SiC 기반의 합성골재가 함유된 콘크리트의 압축강도 특성을 살펴보면 콘크리트는 구조재료로서 일정한 소요강도 요구되는 재료이다. 개발된 합성골재는 일반 골재에 비해 시멘트 페이스트와의 부착력이 떨어지고 강도가 약한 재료를 코팅했기 때문에 물리적인 성질은 감소된다. 결과를 보면 일반 골재가 함유된 공시체에 비해 개발골재가 함유된 공시체의 압축강도가 10~25% 이상 감소하는 경향을 나타냈다. 하지만 설계기준강도를 만족하는 결과를 나타냈기 때문에 건설재료 사용하기에는 적합하다는 결론을 도출하였다. ■ 실험결과 일반 콘크리트 보다 열에너지 저장 콘크리트가 온도를 평균 5℃ 낮추어 주는 것을 확인하였다. ■ 내부의 온도는 10℃ 이상 높으면서 외기로 배출되는 열기를 저장하고 있기 때문에 실내에는 온도가 5℃ 이상 낮은 결과를 보였다. ■ 따라서 개발된 열 에너지 저장골재를 콘크리트에 함유하게 되면 외부로부터 발생되는 온도를 저장하여 내부에 침투가 되는 온도를 줄여 여름철 실내를 보다 쾌적하게 유지할 수 있다는 결론을 도출하였다. □ 연구개발결과의 중요성 ■ 개발하고자 하는 골재의 주된 목적은 여름철 열 에너지를 저장해서 외기에 온도를 내부로 들어가는 것을 막고 온도를 낮추어주는 것을 목적으로 연구를 진행하였다. ■ 이를 통해 산정된 결과를 보면, 여름철 시즌에 평균적으로 5℃ 이상 온도를 낮출 수 있고, 에너지 소비량은 여름철 900~1,200kWh 이상 절약할 수 있다는 결론을 도출하였다. ● 연구개발을 통해 얻어진 결과로 정부에서 추진하는 제로에너지의 의무화 기술에 적합하다는 결론을 도출하였다. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김홍기
• 주관연구기관 : 한양대학교
• 발행년도 : 20210200
• Keyword : 상변화물질;열에너지 저장;제로에너지;실리콘 카바이드;

1. 서론

대사체학(metabolomics)은 생체 시스템에서 생화학적 반응의 복잡한 네트워크의 결과물을 반영하며, 세포 및 유기체 대사로부터 유래된 저분자물질들을 연구하는 분야이다. 이런 이유 때문에 대사체학을 “omics of the small molecules”라고도 한다. 사실, 대사체들은 genomic, transcriptomic, proteomic 변화의 하류에 위치한 가장 안정적인 마커이다. 그래서 대사체 변화가 상류 수준에서 일어나는 genomic, transcriptomic, proteomic 변화보다 더 중요하다고 볼 수 있다. 그러므로 어떤 새로운 항상성 상태 또는 비항상성 상태에 대한 생명체의 적응에 대한 빠른 마커이다.[1]

현대 건강 및 의과학 연구에서 high-resolution 1H nuclear magnetic resonance(NMR) spectroscopy와 MS 같은 분석 방법을 이용한 대사체학 기법들이 암 또는 다양한 만성질환 같은 주요한 질병들에 대해 새로운 진단 및 예후 검사를 위한 혁신적인 도구로 활용되고 있으며, 또한 신약 개발, 영양과학, 독성학 및 법과학 등을 포함한 다양한 분야에서도 중요한 역할을 하고 있다.[2]
또한 대사체학은 혈액, 뇨, 타액, 땀 같은 다양하면서도 쉽게 접근 가능한 생물학적 시료를 이용하기 때문에, 분석 비용과 분석 시간을 감소시킬 수 있다는 점이 장점 중에 하나이며, mass spectrometry(MS) 같은 분석 플랫폼을 사용할 경우, 대량의 시료를 분석할 수 있다는 점도 장점으로 볼 수 있다.[3] 아울러 몇 가지 대사 경로가 질병 상태의 세포에서 up- 또는 down-regulated되므로, 대사체학 분석을 통해 건강한 상태 및 질병 상태를 민감하게 측정하여 정성 및 정량 분석이 가능하다. 현재 대규모 대사체학 연구가 분자역학, 정밀의학 및 genome-wide association studies with metabolomics(mGWAS) 같은 분야에 광범위하게 적용되고 있는 상황이다. 그러므로 대사체 변화 정보가 다양한 질병의 잠재적인 위험성을 발굴하고 확인하는 데 유용한 바이오마커가 될 수 있으며, 궁극적으로 대사체학이 개인 맞춤의학을 실현하는 데 필수 불가결한 분야가 될 것이다.[4]

본 보고서에서는 대사체학에 기반한 질병 진단을 위한 바이오마커 발굴 및 임상 적용 등 최근 연구 동향에 대해서 다루고자 한다.

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• 연구책임자 : 이상후
• 주관연구기관 :
• 발행년도 : 20200506
• Keyword :

본 연구는 농약에 대한 급성혈액독성 평가 방법, 급성신경독성 평가 방법, 급성노출 평가 방법, 급성위해성 평가 방법, in vitro 소핵시험 및 Pig-a 유전자 돌연변이시험 방법을 개발 확립하여 소비자 및 농작업자의 건강보호에 활용하고자 수행하였다. 1세부에서는 급성혈액독성, 급성신경독성시험법 구축을 위한 OECD, EU, EFSA 등 시험법을 비교검토하고, 구축한 시험법에 대한 검증을 위하여 급성혈액독성시험에서는 thiopanate-methyl 및 diazinon에 대한 적용시험을 진행하였으며, 급성신경독성시험에서는 dithianon 및 benfuracarb에 대한 적용시험을 진행하였다. 적용시험을 통하여 공시농약의 NOAEL 및 LOAEL 값을 얻었으며, 이를 이용하여 급성독성참고치를 산출하여 기존에 설정된 인체안전기준과 비교검토하여 적정한 급성 인체안전기준을 제안하였다. 또한, 농약에 대한 급성 인체안전기준(ARfD, aAOEL) 설정을 위하여 JMPR, EFSA 등 지침과의 비교검토를 통해 ARfD 및 aAOEL 설정 원칙 및 방법에 대한 지침을 도출하였으며, 식이를 통한 노출량 산출을 위해 JMPR, EFSA 등 지침을 비교검토하여 급성식이노출량 평가방법을 도출하였다. 농작업자의 농약 살포 시 노출량을 산출하기 위해 실제 농약 살포 시험을 진행하여 급성 농작업자 노출량을 산출하였고, 이를 노출량 예측 모델 (Ko-POEM,EUROPOEM, ConsExpo)의 노출량 산출값과 비교하였다. 도출된 노출량 산출 방법을 지침화하여 식이를 통한 소비자의 급성노출량 산출 및 농약에 대한 농작업자 노출량 산출에 대한 지침을 개발하고, 이를 이용하여 농약의 급성 위해성 평가를 진행하였다. 2세부에서는 CHL 세포를 이용하여 유세포분석기를 이용한 in vitro 소핵시험법을 구축하고, 이를 검증하기 위해 양성대조물질로서 mitomycin C 및 colchicine에 대한 적용시험을 진행하였다. 또한, 유세포분석기를 이용한 Pig-a 유전자 돌연변이시험법을 구축하고, 이를 검증하기 위해 ENU, glycidol 및 captan 등에 대한 적용시험을 진행하였다. 결론적으로 본 과제를 통하여 농약에 대한 급성혈액독성시험, 급성신경독성시험 및 유전독성 대체시험 등에 대한 시험법을 확립되었고, 소비자 및 농작업자에 대한 농약의 노출량 평가를 위한 지침과 급성 인체안전기준인 ARfD 및 aAOEL 설정 원칙 및 방법을 확립하여 지침을 도출하였다. 이에 따라, 농약의 소비자 및 농작업자에 대한 안전성 향상 및 보다 과학적인 평가가 가능할 것으로 기대된다. (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 정상희
• 주관연구기관 : 호서대학교
• 발행년도 : 20200200
• Keyword : 1. 단기노출;급성 위해성평가;급성 노출 허용량;소핵시험;유전독성 대체시험법; 2. Short-term exposure;Acute risk assessment;Acute acceptable exposure level;Micronuclei test;Genetic toxicity replacement test;

- 목적: 원자로 구조재료 접합부 및 모재의 파손저감 신기술 및 성능예측기술 개발 위해 접합부의 가동 중 안전성을 향상시키기 위한 접합 신기술과 장기운전시 성능예측기술 개발 - 수행 내용 및 성과 - 구조용 Type 316 SS 및 Mod. 9Cr-1Mo FM강의 접합기술 최적화 및 성능평가 - 원자로 이종금속용접부 대체용 경사기능재료 제조 및 특성평가 - 배관용 Type 316 SS의 고주기 피로 특성평가 (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 윤지현
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. 3D 프린팅;경사기능재료;이종금속용접부;Type IV 균열;고주기 피로; 2. 3D printing;functionally graded material;dissimilar metal weld;Type IV cracking;high cycle fatigue;

본 과제는 가동원전에서 잠재적인 재료열화 손상을 방지하기 위한 원천기술 개발을 주목적으로 하고 있음. 고온고압의 1,2차 수환경 및 방사선환경에서 구조재료의 열화특성을 연구하기 위하여 최신의 실험 및 이론 기법을 적용함으로써 국내는 물론 세계에서도 주목받는 최초의 연구 성과를 다수 내었을 뿐 아니라，이를 바탕으로 국내 원전산업체들과 직접적인기술협력/기술지원 성과도 도출하였음. 국내외 학술지연구논문(SCI) 게재와 국내외 특허 등록 등 정량적인 연구 성과 이외에도，다수의 국내 원전산업체 기술지원 실적을 통해, 본 연구과제가 학술적인우수성 과 동시에 산업적인 적용성도 동시에 가지는 탁월한 성과를 보였음. 기존 기술의 답습을 벗어나 독창적인 차별화된 연구를 지향하여 재료열화 평가 신기술을 개발하고，타 분야의 첨단 분석기술, 미소시편 측정기술을 응용한 특성평가기술 개발을 통해 복합인자에 의해 발생하는 재료열화 현상의 종합적 대처능력 강화 분야에서 중요한 성과를 이룩함. (출처 : 보고서 요약서 3p)

• 연구책임자 : 이봉상
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 1. 원전재료 열화;부식손상;조사손상;검사신뢰도;부착완화; 2. Nuclear materials degradation;Corrosion degradation;Irradiation degradation;Diagnosis reliability;Deposition mitigation;

□ 채취 훈련 ○ 3개 시설을 대상으로 채취 훈련을 통해 채취한 85개 시료를 CSS로 스크리닝 함. MMXRF 고장으로 금년 채취 시료를 대상으로 한 정밀입자분석은 별도로 시행하지 않음 □ 분석 역량 강화 ○ 스크리닝-정밀 입자분석 간 연계를 위해 입자분석 의뢰기준, 입자 회수 효용성 확보방안 수립 ○ 정밀 총량 분석 단계에서 기존의 산전처리 방식으로 용해시킬 수 없는 시료를 용해하는 방안의 도입 □ 해석 역량 강화 ○ 한전원자력연료의 주요측정지점별 베이스라인 구축을 통한 추후 미신고 핵활동 비교기준 수립 ○ 에어로졸 발생장치를 이용한 우라늄 입자시료 제작 기반과 SEM-EDS를 이용한 검증 기반 마련 □ 2019 특이성과 ○ 캐나다 원자력안전위원회의 UOC 교차분석 프로그램 참가하여 우라늄 광물 분석 역량 강화 ○ 2020년 실험실 이전에 대비하여 실험실 동선 설계 (출처 : 초록 3p)

• 연구책임자 : 서하나
• 주관연구기관 : 한국원자력통제기술원
• 발행년도 : 20200200
• Keyword : 1. 환경시료;시료분석;감마분광분석장비;알파분광분석장비; 2. Environmental Sampling;Sample Analysis;Ga mma Spectrometry;Alpha spectrometry;MMXRF;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김승중
• 주관연구기관 : 한국과학기술원
• 발행년도 : 20200400
• Keyword : 1. 통합 방법론;핵공 복합체;유전자 전사;크로마틴;소각 X-선 산란; 2. Integrative Approach;Nuclear Pore compex;Gene Transcription;Chromatin;Small angle X-ray scattering;

1. 연구개발 목표 및 내용 원자력사고 초기 신속대응 로봇시스템 적용성 증대를 위한 실증 시설 구축 및 로봇시스템 성능평가 - 원자력시설 사고환경, 시나리오 분석 및 로봇 미션 설정 - 원자력시설 모사 로봇 실증시험용 테스트베드 구축 - 사고모사 환경에서 로봇과 관련 기술 적용성 평가기술 개발 2. 연구결과 ◦ 원자력시설 사고 환경, 시나리오 분석 및 로봇 미션 설정 - 시나리오 기반 및 후쿠시마 원전 정보 수집을 통한 사고환경 분석 - 비정상 운영절차서/비상운전절차서/중대사고 지침서를 분석하여 로봇이 수행해야할 긴급조치 미션 설정 ◦ 원자력시설 사고를 모사한 로봇 실증시험용 테스트베드 구축 - 로봇 긴급조치 미션 시험을 위한 CVCS 계통의 실규모 실증시험용 테스트베드 구축 - 디지털 목업을 구축하고 동역학 기반의 로봇 이동성 모의실험 수행 및 사고 유사환경 모사 고온/비가시 챔버 구축 ◦ 사고모사 환경에서 로봇 관련 기술 적용성 평가 - 기개발 및 개발중인 로봇을 이용하여 테스트베드에서 이동성/조작성 시험 및 평가 - 드론의 실내 비행성 시험/평가 및 초고속 무선통신 적용성 시험 (출처 : 요약서 3p)

• 연구책임자 : 최영수
• 주관연구기관 : 한국원자력연구원
• 발행년도 : 20200100
• Keyword : 원자력사고;긴급조치 시나리오;로봇 테스트베드;로봇 이동성/ 조작성 시험;로봇 적용성 평가;

□ 연구개요 방사선 치료에 의한 abscopal 효과를 직접적으로 확인 가능한 유방암 다중 종양 전이 모델과 폐암 다중 종양 전이 모델을 확립하고, 동물 모델을 활용하여 방사선 치료 효과에 대한 면역학적 분석을 진행함. abscopal 효과에 대한 면역학적 분석을 통해 강화 방법을 연구하여 방사선 치료법을 개발 하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 ▶ Abscopal effect 기전 규명 1. 방사선 조사 방식에 따른 종양 내 면역 세포 비교 : SART에 의해 국소방사선 조사 종양, 방사선 감수성이 높은 전이 종양에 면역세포 수, 활성도 증가 확인 2. CD8 T 세포가 고갈된 조건에서 방사선 조사 방법에 따른 Abscopal effect 유발 정도 비교 : CD8 T 세포 고갈 시 abscopal 효과 유발효과가 저하됨, SART 방사선 조사의 치료 효과는 CD8 T 세포에 대한 의존도가 높음 ▶ 병합 치료를 통한 방사선/면역 저항성 종양에 대한 abscopal effect 유발 1. 면역항암제의 병합 치료 : 방사선 감수성이 높은 전이 종양의 종양 치료 효과를 높여줌을 확인 2. 면역자극분자의 병합 치료 : 방사선 감수성이 낮은 전이 종양에서 abscopal 효과 유발 확인 ▶ 다중 종양 전이성 폐암 동물 모델 확립 : 방사선, 면역 감수성에 따라 abscopal 효과 유발의 차이 확인, 유방암 다중 종양 전이 모델과 유사한 폐암 동물 모델 확립 □ 연구개발결과의 중요성 ▶ 다중종양 전이성 유방암/폐암 abscopal 효과 유발 동물 모델 확립 : 종양 간 다양성을 가지는 다중 종양 동물 모델 확립 : abscopal 효과를 직접적으로 확인 가능한 동물 모델 확립 : 획득면역, 선천면역 분석가능 ▶ 방사선치료 방식에 따른 종양 특이 면역이 활성화됨을 확인 ▶ 방사선과 면역자극분자 병용 치료시 방사선 저항성 종양에서도 abscopal 효과 유발 가능성 확인 : 방사선 조사와 병용 치료를 통해 방사선 저항성 종양 치료 가능성 확인 (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 박세광
• 주관연구기관 : 인제대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 1. 방사선 치료;Abscopal 효과;유방암 다중 종양 동물 모델;폐암 다중 종양 동물 모델; 2. SART;CFRT;

연구개요 본 연구에서는 새로운 수치계산 프로그램 즉 전자 운동은 양자 역학적으로, 핵운동은 고전적으로 다루는 에렌페스트 근사법에 기초한 Ehrenfest Mixed Quantum-Classical (EMQC) 알고리즘을 개발하였다. 한 두 개의 화학 결합이 존재하는 시스템의 전자 상태의 양자중첩과 터널링 이온화 과정을 포함하는 아토초 반응에 대한 연구를 진행하였다.. 강력장을 이용해, 선형 또는 평면 분자의 결합, 해리, 전자 전이에 대해 연구하였다. 연구 목표대비 연구결과 1. 핵과 전자의 운동을 동시에 관찰할 수 있는 EMQC 알고리즘을 개발하고 H₂⁺ 분자의 이차원 모델에 적용하였다. 2. H₂⁺ 분자 모델 (1차원)을 이용하여, 완전한 양자계산을 얻은 이전 연구 결과와 EMQC 계산 결과와 비교하였으며, 레이저 펄스와의 상호작용에 의한 바닥상태와 들뜬 상태로 이루어진 중첩상태의 라비 진동 관찰을 통해 같은 결과를 나타냈으며, 이를 통해 EMQC 방식이 양자 결과와 다르지 않음을 증명하였다. 3. H₂⁺ 분자 모델 (2차원)을 이용하여, 즉 분자의 회전 운동을 포함하였을 때 새로운 결과를 발견하였다. 분자 축과 레이저 축이 어긋나 있었을 때, 바닥상태에서는 분자가 레이저 축을 따라 선형적으로 정렬하는 경향을 보였으나, 들뜬 상태에서는 레이저 축을 따라 정렬하는 대신 해리되는 현상을 관찰하였다. 이는 바닥상태와 들뜬상태의 반대 부호의 편극률 때문임을 밝혔다. 4. 다중 준위의 라비 진동은 강한 펄스 내에서 펄스의 면적에 의존함을 알고 있다. 본 연구에서 라비 진동이 펄스의 면적 뿐만 아니라 비공명상태의 detuning에도 의존함으로 밝혔다. 연구개발결과의 중요성 본 연구과제는 양자화학, 양자동역학, 반응동력학, 아토과학에 대한 모든 지식이 필요한 연구이다. 새로운 알고리즘 개발을 통해, 초고속, 초단파 레이저 펄스에 의한 화학반응에 대한 이해를 도우며, 이원자 분자 뿐만 아니라 다원자 분자에 적용 가능하여, 더 나아가 나노 구조에서의 전자 운동을 연구할 수 있을 것이다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 장보영
• 주관연구기관 : 서울대학교
• 발행년도 : 20200300
• Keyword : 핵 전자 동역학;강력장 상호작용;아토화학;라비 진동;에렌페스트 근사;시간의존성 슈뢰딩거방정식;양자중첩;결맞음;편극률;