연구개발 목표 및 내용 최종 목표 방사선 조사에 따른 hBN의 물성 분석 및 결함을 이용한 hBN memristor 제작 전체 내용 방사선 조사에 따른 hBN의 dielectric 특성, 항복전압의 변화를 전기적 특성 변화 분석. 방사선 조사에 따른 결함을 이용하여 hBN memristor 제작 연구개발성과 ▷ dry-transfer을 이용한 전사방법으로 SiO₂기판, 전극패턴 위 등의 다양한 기판에 hBN 소자 제작 방법 획득. ▷ 초고속 카메라 설치 기술 확보 및 hBN의 breakdown 현상 관측 성공 ▷ hBN 기반 캐퍼시터를 제작하여 hBN의 breakdown과 같은 전기적 특성 파악에 성공함 ▷ 방사선 조사 이후의 hBN의 물성 변화를 시뮬레이션, 전기적으로 분석함 ▷ 방사선, 전자빔 조사한 hBN을 사용하여 memristor 소자를 제작하고 측정 및 분석. ▷ hBN과 이차원 물질을 결합하여 memtransistor를 제작하고 다양한 활용에 대한 가능성을 확인함. 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ hBN을 dielectric layer로 사용하여 다양한 소자를 제작하게 되면 hBN의 atomically clean surface 특성으로 인해 소자의 성능을 크게 개선시킬 수 있을 것으로 기대됨 ○ dielectric 물질의 break down 연구는 반도체 기반 소자의 내구성 증진에 중요한 요소임. dielectric 물질의 break down에 관한 메커니즘은 아직까지 정확하게 밝혀지지 않았으며, 이에 대한 시각적 분석을 통한 break down 현상에 대한 연구는 break down 메커니즘 규명에 큰 역할을 할 것으로 기대됨 ○ 메모리 소자에 대한 수요는 향후 지속적으로 증대될 것으로 예상됨. 그에 반해 아직 memristor에 관한 연구는 아직 기초수준에 머물러 있음. 따라서 차세대 2차원 박막을 활용한 memory 소자 제작기술 확보는 미래 산업의 기술 선점에 있어 매우 중요한 요소로 작용할 것으로 보임. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김지현
• 주관연구기관 : 고려대학교
• 발행년도 : 20211100
• Keyword : 1. 육방정 질화붕소;초고속 카메라;방사선;항복 전압;메모리 소자; 2. hexagonal boron nitride;high-speed camera;radiation;breakdown voltage;memristor;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 김진홍
• 주관연구기관 : 에스팩(주)
• 발행년도 : 20210700
• Keyword : 1. 중수;원자력 발전;냉각 응축;자동화;광분석기기; 2. Heavy water;Nuclear power generation;Cooling condensation;Automation;Optical analysis equipment;

비공개항목입니다.

• 연구책임자 : 강성구
• 주관연구기관 : 이머티리얼랩
• 발행년도 : 20210900
• Keyword : 1. 히트싱크;열방사계수;대류현상;박막표면접합;고방열 소재; 2. Heat-Sink;Thermal Radiation;Thermal Convection;Thin layered surface;High Thermal performed Material;

□ 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;

□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 종양의 움직임에 대해 실시간으로 위치를 추적관찰하여 수직 또는 수평방향으로 움직임에 대해 재 계산된 위치로 보정하게 되는 다엽콜리메이터 추적 치료 시, 기존의 시스템이 가지는 문제점을 해결하고자 정밀도를 높이기 위해 빔 제어방식을 최적화하여 환자에 전달되는 방사선 선량의 정확도를 높이고자 함 ◼ 전체 내용 ○ 새로운 다엽콜리메이터 제어 방법 개발 및 고 정밀 방사선 치료의 효용성 확인 ○ 새로운 선량 오차 평가 개발 ○ 높은 해상도의 치료기기를 위한 시뮬레이션 환경구축 ○ 종양의 움직임에 따른 알고리즘 별 선량 오차 상관관계 확인 ○ 추가 종양의 모양 모델링 □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 ○ 종양의 위치정보를 이용한 새로운 MLC tracking의 원천기술 확보 ○ High resolution MLC tracking의 임상적 의의 확인을 위한 기반 기술 확보 ○ 기존의 MLC tracking 평가 방법을 개선한 새로운 선량오차분석방법 개발 ○ 공동연구를 통한 연구성공과 연구의 질 향상 등 시너지 창출 ○ 다엽콜리메이터를 제어하는 방법 및 평가에 대한 연구가 전무했으며, 가능성 입증된다면, 기준 모델 성립 가능 ○ 다양한 잎의 두께 사이즈에서 모델 평가가 이루어질 수 있음 ○ 제어 이론 기술 확보 및 방사선 종양학 분야의 선량 저감화로 이뤄지는 기술은 국내 의학물리 발전에 크게 기여 할 수 있을 것으로 기대됨. ○ 본 연구를 수행을 통해 새로운 제어 이론 및 개선된 선량 오차 방법론의 연구 성과물을 획득할 예정이고, 이 연구 내용을 바탕으로 국내·외 우수한 학회지에 연구 내용을 발표할 예정임 ○ 실시간 방사선 종양 치료의 전문 인력으로 거듭날 수 있는 기회가 될 것으로 기대됨. (출처 : 요약문 3p)

• 연구책임자 : 지윤서
• 주관연구기관 : 울산대학교
• 발행년도 : 20210600
• Keyword : 1. 다엽콜리메이터추적;리프 피팅 알고리즘;선량 오차;방사선 치료;방사선종양학; 2. MLC Tracking;Leaf Fitting Algorithm;Exposure Error;Radiation therapy;Radiation Oncology;

□ 연구개요 본 연구의 목적은 원자핵건판 검출기를 사용하여 ‘암흑물질’과 ‘숨겨진 입자들’을 탐색하는 것이다. 원자핵건판은 입자 검출기 중에서 공간분해능이 가장 뛰어나며 (~1μm 이하), 전자공학적 검출기와 결합한 방법으로 현재에도 중성미자 실험 등에 활발히 사용되고 있다. 만일 윔프 입자들이 원자핵건판내의 핵과 충돌하여 만드는 되튐 입자들의 비적이 약 ~수백 nm 정도가 된다면 최근에 개발된 NIT (Nano imaging Tracker)라는 새로운 원자핵건판 검출기로 그 비적들의 방향성을 관측할 수 있다. 그리고 고에너지 입자가속기에서 발생할 수 있는 가벼운 암흑물질 입자가 원자핵건판내의 전자와 충돌해서 되튀어 나가는 전자들은 에너지가 비교적 높기 때문에 제동복사에 의해 전자기 캐스케이드 샤워를 발생시킨다. 이러한 샤워 입자들은 ECC (Emulsion Cloud Chamber)라는 원자핵건판 검출기내에서 관측 가능하다. 본 연구에서는 숨겨진 입자들 중의 하나인 무거운 중성 경입자(HNL)와 가벼운 암흑물질 및 윔프 입자들의 반응들을 원자핵건판 내에서 검출하는 경우, 발견할 수 있는 민감도(sensitivity) 한계와 검출 방법 등에 대해서 연구하였다. 또한 원자핵건판 내에서 2개의 이중-기묘핵 반응들을 검출하였는데, 이러한 반응들은 중성자별의 내부 구조와 관련된 중요한 실험적 정보를 제공해줄 수 있을 것이다. □ 연구 목표대비 연구결과 수행된 주된 연구 결과들은 다음과 같다. (1) 숨겨진 입자들의 탐색에 관한 연구 · HNL 탐색에 대한 민감도 설정 · 뮤온 선속(muon flux)과 charm 입자의 발생 단면적 측정 · charm 입자 탐색을 위한 ECC 스캐닝 (2) 가벼운 암흑물질 탐색에 관한 연구 · 신호와 배경입자들과의 구별을 위한 머신러닝 수행, · 가벼운 암흑물질 탐색에 대한 민감도 설정 (3) 윔프 입자의 방향성 탐색에 관한 연구 · Gran Sasso에서 NIT 제작 및 스캐닝 · 머신러닝으로 신호와 배경입자들과의 구별 방법 연구 · ~수백 nm 정도의 비적을 광학현미경으로 관측하는 방법 연구 (4) 이중-기묘핵 탐색 · 이중-하이퍼핵 및 Ξ^--핵 각각 1개 반응 발견 □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) (1) SHiP 실험에서 연구한 SND 검출기의 디자인과 제작 노하우를 CERN 대형 강입자충돌기 LHC에서 최초로 수행되는 고에너지 중성미자 및 숨겨진 입자들을 탐색하는 후속 실험인 SND;LHC 에 활용할 계획임 (2) 나노 입자를 광학현미경으로 관측하는 방법 개발 (3) 중성자별 내부구조 연구에 자료 제공 (출처 : 연구결과 요약문 2p);

• 연구책임자 : 윤천실
• 주관연구기관 : 경상대학교
• 발행년도 : 20210300
• Keyword : 1. 원자핵건판;숨겨진 입자;암흑물질;SHiP 실험;NEWSdm 실험; 2. Nuclear emulsion;Hidden particle;Dark matter;SHiP experiment;NEWSdm experiment;

□ 연구의 목적 및 내용 ○ 20년 4차 예비타당성 조사 통과 사업에 대한 사례분석 실시 - 가동원전안전성향상핵심기술개발사업, PIM인공지능반도체핵심기술개발사업, 친환경선박전주기혁신기술개발사업 등 3개 사업의 경제성 사례 분석 ○ 20년 기획된 방사선핵심선도기술개발사업에 대한 경제성 분석 - 현 시점에서 비용의 적절성을 판단하기는 어려우나, (1) 기획평가비에 대한 고려, (2) 중점추진기술별 필요장비와 가격에 대한 검토 및 제시 등 구체적이 비용추정 근거가 필요할 것으로 판단됨 - 첨단소재 및 첨단의료 시장을 기반으로 편익을 추정하였으며, 그 편익은 3,783억원으로 추정됨 - 동 사업의 편익/비용비율은 1.201, 순현재가치는 320억 원으로 경제성을 확보한 것으로 분석됨 □ 연구개발성과 ○ 방사선 기술개발 신규사업 예비타당성 조사 신청을 위한 기획 보고서의 경제적 타당성 분석 부분 □ 연구개발성과의 활용계획(기대효과) ○ 국가 방사선 미래 산업 육성을 위한 주요 기술개발사업 예타조사 신청에 활용 ○ 미래사회 대응 방사선 분야 혁신성장 및 R&D추진 기반 마련 (출처 : 요약문 4p)

• 연구책임자 : 김현종
• 주관연구기관 : 라온넥스텝
• 발행년도 : 20211000
• Keyword : 1. 방사선;기획;예타; 2. Radiation;Planning;Preliminary F/S;

연구개요 구강 건조증은 두경부암의 방사선 치료, 쇼그렌 병, 노화에 의한 타액선의 기능 저하 등에 의해 발생할 수 있다. 구강 건조증을 치료하기 위한 치료제로는 Pilocarpine이 유일하며, 이 또한 타액선 기능이 남아있는 경우에만 유용하다. 현재, 타액선 기능 저하를 극복하기 위한 대안으로, 타액선 성체 줄기세포 연구가 활발하게 이루어지고 있으며, 가장 실현 가능성이 높은 치료방법으로 생각되고 있다. 이에 본 저자는 타액선 기능 저하 질병 동물모델을 개발하여, 방사선 조사 후 타액선 조직의 미세 환경을 이해함으로써, 조직재생 연구에 유용한 프로토콜로 활용하고자 하였다. 또한, 환자 유래 타액선 조직 줄기세포 기반 다종 타액선 줄기세포 형성기술의 개발 및 3차원 생체재료 기반 오가노이드의 최적화 구조를 만들고자 하였다. 연구 목표대비 연구결과 방사선을 타액선에 조사 한 군과 조사하지 않은 대조군과의 7일 뒤, 마우스의 몸무게, 악하선의 무게와 크기, 타액 분비량을 비교 분석하였으며, 대조군에 비하여, 방사선을 조사한 마우스의 몸무게, 악하선의 무게와 크기 및 타액의 분비량이 감소하는 양상을 관찰하였다. 또한, 방사선 조사 악하선을 분리하여 면역조직화학염색을 시행하였으며, 병리학적으로 세포의 퇴행 (Degradation)과 액포화(Vacuolization), 핵농축(Pycnosis)이 일어나는 것을 확인할 수 있었다. 콜라겐 Type I 면역형광염색에서는 콜라겐의 발현이 대조군에 비해 증가함을 알 수 있었다. 중합 효소 연쇄반응에서는 대조군에 비하여, Tumor necrosis factor(TNF)-α, Connective tissue growth factor(CTGF), Cyclin D1(CCND1), P21은 증가 되는 소견을 보이는 반면, Sex determining region Y-Box transcription factor 2(SOX2)와 Amylase 1(Amy 1), Lamin A/C(LMNA)는 감소 되는 것을 확인하였다. 환자 유래 타액선 조직 줄기세포의 분리는 배양 2일 째부터 여러 가지 형태로 자라나면서, 군락을 형성하기 시작하여 6일째에 이르러서는 하나의 큰 군락을 형성하였다. 이후, 3차원 배양을 통하여 타액선 스페로이드(Spheroid)로 분화하는데 성공하였으며, 유세포 분석 분석을 통한 환자 유래 타액선 줄기세포에서 줄기세포 표지자들인 CD44, 73, 166, 105가 약 90% 이상 발현되고 있음을 확인하였으며, CD31, 34, 45 에서는 발현되지 않음을 확인하였다. 또한, 성장인자를 넣은 배지를 통해, 선방세포(Acinar cell)로의 분화에 성공하였으며, Amylase 1A와 Keratin 5 유전자 발현의 증가를 통해 선방세포의 기능을 확인하였다. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 타액선 기능 저하 동물모델 개발 및 미세 환경의 분석으로 반복적인 방사선 조사는 타액선 조직의 DNA 손상 및 활성화 산소를 발생시켜 국소 염증 반응을 일으키고 이는 결국 섬유화 반응으로 진행된다는 것을 알 수 있었다. 본 연구자들은 3차원 배양법을 이용하여 환자 유래 타액선에서 스페로이드(Spheroid) 분리 배양에 성공하였으며, 이는 기존의 골수나 지방 등에서 유래한 줄기세포와 다르게 상피세포 표현형도 발현함을 확인하였으며, 이번 연구를 통해 고기능성 타액선 오가노이드 형성기술에 한발 다가서게 되었다. (출처 : 요약문 2p)

• 연구책임자 : 김주현
• 주관연구기관 : 연세대학교
• 발행년도 : 20210900
• Keyword : 1. 타액선;줄기세포;오가노이드;재생;구강 건조증; 2. Salivary gland;Stem cell;Organoid;Regeneration;Xerostomia;

□ 연구개요 전통인 암 치료법인 외과적 수술, 방사선 치료, 약물 요법 중에서 방사선 치료법은 전이암이 발생될 확률이 높아 치료효율이 떨어지는 문제점이 있음. 따라서 방사선 치료 효율을 증진시킬 수 있는 발사선 치료효율 증진제 개발 중요성이 부각됨. 본 연구에서는 방사선 유도 암 이동성 및 침윤성 저해 활성을 보인 화합물을 선행연구에서 구축한 방사선 유도 암 전이 동물 모델을 활용해 in vivo 효능 평가를 수행함으로써 방사선 치료효율 증진제의 효능을 검증하여 후보물질을 도출하고자 함. □ 연구 목표대비 연구결과 1. 확보한 후보물질을 활용한 방사선 유도 암 침윤성 저해 in vitro 작용기전 연구 - 스크리닝 결과를 통해 확보한 후보물질 중에서 방사선 유도 암 이동성을 저해 하는 활성이 높은 석곡에서 분리된 dendrobine의 억제 작용기전을 in vitro 수준에서 연구 하여 작용기전을 규명 함. 2. 방사선 유도 암 전이 동물 모델을 이용한 후보물질의 in vivo 효능 평가 - 석곡의 주요성분인 dendrobine의 방사선 유도 암 이동성 및 침윤성 저해 활성에 대한 in vitro 결과가 동물 수준에서 적용가능한지 구축된 방사선 유도 암 전이 동물모델을 이용해 in vivo 효능평가를 진행하여 동물 수준에서도 방사선 유도 암 전이 저해 활성이 있음을 확인 함. - 본 연구결과는 특허 출원을 진행 함. - 본 연구결과를 활용해 SCIE 급 국제 저널에 발표 함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) - 본 연구를 통해 도출한 후보물질인 dendrobine에 대해 추가적 연구를 통해 방사선 치료시 발생하는 방사선 유도 암 전이를 적절하게 저해하는 방사선 치료효율 증진제로서 개발 할 수 있음. - 본 연구는 선행연구를 통해 구축된 방사선 유도 암 전이 동물모델에 대한 검증을 수행함으로써 다양한 천연물 유래 저분자 화합물에서 방사선 치료효율 증진제 후보물질 도출 및 개발에 필수적인 동물 실험 모델을 제시하였으며, 이를 통해 구축된 동물 모델의 활용가치가 높아질 것 임. (출처 : 연구결과 요약문 2p)

• 연구책임자 : 정찬헌
• 주관연구기관 : 전주농생명소재연구원
• 발행년도 : 20210900
• Keyword : 1. 후보물질;방사선치료;치료효율 증진제;암전이 동물모델; 2. candidate;radiotherapy;radiosensitizer;metastasis animal model;

□ 기업의 애로사항 ○ 방폭모터의 발열 문제 ○ 방폭모터용 펌프헤드 설계 □ 지원(해결) 내용 ○ 유도전동기 등가회로 정수 도출을 통한 손실추정 ○ CFD를 통한 열전도 해석 ○ 열전달 개선을 위한 방법제시 ○ 모터펌프 3D 설계를 통한 설계기술 확보 □ 지원 성과 ○ 정성적 성과 - 열전도 에폭시 및 구리스를 적용한 방열효과 개선 ○ 추가 성과 - 오픈소스(Openfoam)를 통한 CFD해석 기술 획득 - 모터등가회로 해석을 통한 모터 정수추정 기술 획득 ○ 기술스펙 달성 성과 □ 기술적 우수성 ○ 방폭모터의 방열해석 및 구조개선 - 방열모터의 수학적 모델링을 통한 손실 해석 - 오픈소스(Openfoam)을 활용한 CFD열전달 해석 수행 - 열전달 개선을 통한 방폭모터의 안정성 향상 □ 성과활용 ○ 신규 방폭모터 개발에 방열구조 개선 활용 ○ 제품 방열 안전성에 관한 해석 자료로 활용 (출처 : 지원 사례 요약 4p)

• 연구책임자 : 신진옥
• 주관연구기관 : 한국생산기술연구원
• 발행년도 : 20211100
• Keyword : 1. 방폭모터;펌프;방열;열전달;시뮬레이션;다이아프램; 2. Explosion proof;Pump;Heat radiation;Heat transfer;Simulation;Diaphragm;