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https://www.krm.or.kr/krmts/link.html?dbGubun=SD&m201_id=10006581&local_id=10012787
정보-나노-바이오 융합 기능성 고효율 이광자 흡수 소재의 합성 및 응용연구
Reports NRF is supported by Research Projects( 정보-나노-바이오 융합 기능성 고효율 이광자 흡수 소재의 합성 및 응용연구 | 2005 Year 신청요강 다운로드 PDF다운로드 | 이광섭(한남대학교) ) data is submitted to the NRF Project Results
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
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  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number C00033
Year(selected) 2005 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2006년 03월 11일
Year type 결과보고
Year(final report) 2006년
Research Summary
  • Korean
  • 이광자 흡수 소재는 최근 광자공학 및 바이오광자공학 분야에서 큰 관심의 대상이 되고 있으며 특히 첨단의 IT 와 BT 분야의 연구가 나노과학기술 (NT)과의 접목을 통하여 미래를 향한 IT-BT-NT의 융합기술로 발전하여가고 있다. 이광자 흡수소재는 레이져기술을 통한 200nm이하의 3차원 미세패턴닝이 가능하며 이를 응용하면 고용량의 3-D 광메모리 디스크의 개발이 가능하다. 이외에도 광결정, 광도파로, 광세기제한 소자등으로도 응용이 가능하다. 특히 이광자 소재는 인간 장기의 실시간 영상을 얻는데 기여함은 물론 암세포 진단 및 치료에도 적용될 수 있는 IT-BT-NT의 융합기술에 매우 적합하다. 따라서 본 연구에서는 이광자 흡수 소재를 개발하여 이들을 IT, BT, NT의 기술자체로는 물론 이들 기술을 융합하여 새로운 연구결과를 도출하고자 하였다. 이를 위하여 이광자 흡수 색소를 polysiloxane 과의 혼합에 의한 나노 입자를 제조한 후 DNA를 코팅하여 암세포에 endocytosis실험을 시도하였는 바 세포막을 통과하여 핵까지 전달되는 현상을 발견하였다. 이와 더불어 가공성이 양호한 pentacene의 전구체 (precursor)나 carbon nanotube를 합성, 이를 polycarbazole 및 PbSe 양자점과 혼합하여 photoconductivity가 dark current일 때에 비하여 크게 향상함을 관찰하였으며, 또한 분자 중심체에 강한 전자받게가 결합된 이광자 흡수 색소 1,4-bis(cyano-
    styryl)benzene에서 매우 효과적인 aggregation-induced 형광현상도 확인되었다.
  • English
  • Research on two-photon absorption (TPA) materials have been on the spot light since the late 1990 due to its potential applications in photonics and bio-photonics. In particular, in areas of information and bio-technology TPA research has been the state of the art and in combination with rapidly emerging nano-sciences it is creating a new IT-BT-NT fusion technology of the future. With the laser technology TPA materials allow simple microlithographic nano-patterning possible, with less than 200nm in resolution. This would mean that manufacturing of key optical devices for information industries can be easily achieved which would include 3-D optical data storage device, photonic crystals, optical waveguide,etc. In addition, since TPA materials have optical power limiting properties they can be used in applications where the protection of human eyes and sensitive sensors from the intense laser radiation is required. In regard to bio-science areas, monitoring tissues and organs in real-time 3-Dimaging as well as photodynamic cancer diagnosis and therapy are the application of real interest. For this purpose, we prepared nanoparticle using hyperbranched polysiloxane and investigated to get an information of the cellular pathways of gene delivery and resulting trasfection. In addition, we have demonstrated a high-performance hybrid infrared photodetector based on pentacene- polycarbazole-PbSe quantum dots (QDs) with dramatic enhancement in efficiency over previous reports in similar hybrid composites. The spectral response of the devices can be easily tuned by choosing QDs of appropriate size. Also, we achieved efficient charge separation and transport activities by incorporating CNT(carbon nanotube)-PbSe conjugate where a copious population of PbSe QDs is attached to CNT. Coaggregation-enhanced tunable fluorescence has also been demonstrated as a possible application of isomeric molecules based on 1,4-bis(cyanostyryl)benzene.
Research result report
  • Abstract
  • 이광자 흡수 소재는 최근 광자공학 및 바이오광자공학 분야에서 큰 관심의 대상이 되고 있으며 특히 첨단의 IT 와 BT 분야의 연구가 나노과학기술 (NT)과의 접목을 통하여 미래를 향한 IT-BT-NT의 융합기술로 발전하여가고 있다. 특히 이광자 소재는 인간 장기의 실시간 영상을 얻는데 기여함은 물론 암세포 진단 및 치료에도 적용될 수 있는 IT-BT-NT의 융합기술에 매우 적합하다. 따라서 본 연구에서는 이광자 흡수 소재를 개발하여 이들을 IT, BT, NT의 기술자체로는 물론 이들 기술을 융합하여 새로운 연구결과를 도출하고자 하였다. 이를 위하여 이광자 흡수 색소를 polysiloxane 과의 혼합에 의한 나노 입자를 제조한 후 DNA를 코팅하여 암세포에 endocytosis실험을 시도하였는 바 세포막을 통과하여 핵까지 전달되는 현상을 발견하였다. 이와 더불어 가공성이 양호한 pentacene의 전구체 (precursor)나 carbon nanotube를 합성, 이를 polycarbazole 및 PbSe 양자점과 혼합하여 광전도성 (photoconductivity)이 dark current일 때에 비하여 크게 향상됨을 관찰하였으며, 또한 분자 중심체에 강한 전자받게가 결합된 이광자 흡수 색소 1,4-bis(cyanostyryl)benzene 유도체에서 매우 효과적인 aggregation-induced 형광현상도 확인되었다.
  • Research result and Utilization method
  • 본 연구에서는 1) 이광자 흡수 색소를 polysiloxane 과의 혼합에 의한 나노 입자를 제조한 후 DNA를 코팅하여 암세포에 endocytosis실험을 시도하였는 바 세포막을 통과하여 핵까지 전달되는 현상을 발견하였다. 이는 gene delivery의 가능성을 시사하는 연구결과로서 현재 이에 대한 재현성 실험이 진행되고 있다. 본 실험이 마무리 되면 논문이 투고될 예정이다. 이와 더불어 2) 가공성이 양호한 pentacene의 전구체 (precursor)를 합성, 이를 poly- carbazole 및 PbSe 양자점과 혼합하여 photoconductivity가 dark current일때에 비하여 약 1400배 향상함을 관찰하여 논문을 투고중에 있다. 또한 carbon nanotube에 높은 농도로 양자점을 결합시키는 방법을 개발하여 얻어진 화합물의 photocurrent density가 현저히 상승함을 확인할 수 있었다. 또한 3) 분자 중심체에 강한 전자받게가 결합된 이광자 흡수 색소에서 매우 효과적인 solvato- chromism이 관찰되었고 또한 aggregation-induced 형광현상도 확인되어 논문이 투고중이다. 본 연구를 통하여 얻어진 결과를 이용하면 이광자 흡수 소재 기술과 바이오 기술이 결합하여 생체조직이나 장기의 3-D 이미지를 얻을 수 있는 공초점 현미경, 열 및 자외선을 감지할 수 있는 생체 조직과 유사한 센서, 초미니 구동장치의 제작을 통한 혈관의 임상치료, 암진단 및 치료를 위한 광역학 요법, 보안 (eye protection)을 위한 광세기 제한 소자 등에 응용될 수 있는 다양성이 있는 기초지식으로 활용될 수 있어 파급효과가 높을 것으로 판단된다.
  • Index terms
  • 이광자, 융합기술, 나노입자, pentacene, carbon nanotube, 양자점
  • List of digital content of this reports
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