자기 정렬된 이중 층 레지스트 처리기술을 이용한 기판 위 유체채널과 통합된 나노포어의 제작

Abstract

기계나 기구에는 생명체의 감각기관에 해당하는 센서(Sensor) 라고 불리는 인간의 감지 능력을 초월하고, 시스템의 효율성을 높이는 장치가 존재한다. 최근에는 이러한 센서를 바이오에 접목시킨 바이오센서가 큰 시장규모를 차지하고 있다. 바이오센서는 측정대상물로부터 정보를 얻을 때 생물학적 요소를 이용하거나 또는 생물학적 요소를 모방하여 인식 가능한 유용한 신호로 변환시켜주는 시스템이다. 이를 생체모방소자라 하는데 이는 전 세계적으로 경쟁력 확보와 세계 시장 점유율 향상을 위하여 연구 개발 되고 있다. 활용 분야는 그 특성상 조금씩 차이가 있으나, 크게 의료(임상적 진단), 제약, 환경, 식품, 군사 및 연구용으로 나뉘는데 생체모방에 대한 수요가 가장 많은 분야는 의료부문으로, 90%의 시장을 차지하고 있으며, 약물 전달 시스템, 질병 진단용 칩, 나노 의약분야, 수술용 마이크로 로봇 등 파급효과가 상당히 큰 분야로 지속적으로 발전할 것이다.

본 연구에서 생체모방소자는 self-aligned double layer resist process technique 이라는 새로운 공정 기술을 사용하여 제작하였다. 이는 electron beam lithography를 사용하여 PMMA(Poly Methyl Methacrylate)를 이온채널 template로 형성하고 그 위에 negative electron beam resist coating 후 PMMA 위에 neagtive pattern하여 나노포어가 될 부분을 형성 할 수 있었다. 이를 통해 제작되어진 이온채널과 나노포어 위에 electrode와 절연층을 증착하여 최종적으로 뉴런을 모방한 소자를 제작하였으며, 이를 통해 이온채널과 나노포어를 형성할 수 있었고, 소자의 완성도를 유체의 흐름을 측정함으로 확인 하였다.

본 연구를 통하여 나노포어의 전극에 의한 전해질 용액의 흐름 조절을 가능하게 하는 flow-FET와 같은 전자소자뿐 아니라 BT(bio-technology)분야에서의 DNA 검출 암세포 검출 등 많은 응용이 가능해질 것으로 보여 진다.