전기전자/정보통신

NTT 기술저널_2016. 6_Vol.28

NTT 기술저널


[특집] Bio·Soft Material 연구의 최전선

NTT 물성과학기초연구소에서는, 생체분자나 Soft Material을 이용한, 생체정보처리의 기본원리를 이해하여, 그 응용으로서 일상생활에 있어 생체신호계측이나 생체와의 정보통신을 가능하게 하는 인터페이스의 실현을 지향하고 있다. 본 특집에서는, NTT가 하는 Bio·Soft material 연구의 개요 및 장래전망에 대해서 소개한다.


● NTT에서의 Bio·Soft material 연구의 개요

나노 테크놀로지와 바이오 테크놀로지를 조합한 생체관련소자나, 생체정보의 고감도·상시 센싱의 기반기술이 되는 Bio·Soft material연구에 대해 소개한다.

-- 가능성을 여는 유연한 소재「Soft Material」 --
부드럽고 탄력 있는 소재는 Soft Material로 총칭되어, 금속이나 반도체, 세라믹 등의 Hard Material과 같이 현대사회를 지탱하는 중요한 재료가 되었다. Soft Material에는 고무와 플라스틱, 겔, 콜로이드(Colloid, 교질), 액정 등이 포함되어, 우리들의 생체조기도 복잡하고 방대한 Soft Material로 구성되어 있다.

20세기는 Hard Material을 주축으로, 다양한 산업이 발전하여 왔다. 21세기에는 바이오 응용을 포함한 Soft Material의 제조가 나날이 발전해오고 있다. 그 사이즈, 형상, 기능은 다양하게 되었고, 소프트재료는 새로운 물질의 합성에 더해서 나노 레벨로의 조성제어·구조제어를 실시하는 것에 의해, 미답의 물성·기능을 만들어 내는 가능성을 갖고 있다. 이 재료는 학문적으로 흥미 깊은 연구대상만이 아닌, 공업적으로도 폭넓게 응용소재가 개발되고 있다.

예를 들면, 정보와 일렉트로닉스의 분야에서는, 플라스틱 제 광 Fiber나 유기 EL(Electro Luminescence) 재료 등이 실용화되고 있다. 또한 최근의 휴대전화의 표면 코팅 재에도 탄력 있고 터프 한 폴리마 재료가 활용되고, 높은 방수성능과 스크래치에 강한 하드코팅 기능이 뛰어난 특장이 되고 있다.

현대사회에서는, 생산부터 이용·리사이클까지를 포함한 종합적인 시점에서, 환경에 부하가 적은 재료요구가 확대되고 있어, 사람이나 환경에 좋은 소프트재료가 폭넓게 활용되고 있다.

한편, 향후의 고령화 사회에서는, 의료용 임플란트 재료와 의료·헬스케어용 디바이스 등, 생체와 직접 접촉하는 인터페이스의 구축이 중요한 과제로 되어있다. 이곳에는 유연한 생체조직에 대해서 부담을 주지 않고, 생체조직과의 친화성이 높은 소프트한 소재를 사용한 계면설계가 중요한 역할을 담당한다.


● 膜단백질의 기능을 이용한 미소형 나노 디바이스의 창출

생체내의 시냅스를 모방한, 막 단백질의 기능으로 동작하는 나노 바이오 디바이스 작제의 시도에 대해서 소개. 


● 고체 지지막의 형성위치 제어와 분자조작에의 응용

고체표면의 특정의 위치만을 선택적으로 고체 지지막을 작제하는 독자기술을 무기로, 전개하여 온 새로운 연구성과에 대해서 소개.  


● 신경세포의 배양기반과 계면평가와 나노 구조상의 세포성장

집속 이온 빔·전자현미경을 사용한 신경세포와 기반계면과의 친화성 평가와, 나노 구조물상에서의 신경세포의 패터닝에 대해서 소개.


● 세포 기능과 형태의 상관설명을 지향한 신경세포의 Live Imaging 

신경 네트워크 형성을 위한 세포수의 조절을 하는 Apoptosis에 주목하여, 그 초기과정에서의 신경세포의 Live Imaging을 행하여, 신영기능과 형태의 상관성에 대해 소개


● On Chip형 Graphene Apta Sensor 

1㎕ 이하의 미량 샘플을 칩에 떨어뜨리는 것으로, 암 Marker 등 생체내의 중요한 단백질을 선택적으로 검출하는 새로운 원리의 바이오 센서에 대해서 소개.


● 생체신호 계측용 도전성 복합재료 

도전성수지의 일종인 PEDOT: PSS와 실크 등의 복합재료를 전극으로 사용하여, 피부와 생체 내 조직에 부착하는 생체신호계측용 도전성 실크기반에 대해 소개.


      -- 끝 --