최근 몇 년 동안 휴대용 기기의 발달로 인해. 사람들은 전자 기기의 유연성에 더 많은 관심을 기울입니다. 특히 인터넷 시대가 촉발한 웨어러블 기기의 물결 속에서 사람들은 유연한 전자기기를 기대합니다. 위의 내용을 바탕으로 단백질 소재는 매우 부드러울뿐만 아니라 생체 적합성도 우수합니다. 따라서 단백질 소재를 기반으로 한 전자 기기는 자연스레 연구의 핫스팟이 되었습니다. 한편, 사람들은 정보를 감지하고 처리할 수 있는 전자 장치를 동물에 이식하고자 합니다. 따라서 연구자들은 생체 적합성을 갖춘 광학 또는 전자 칩을 선호합니다.

1911년 인간이 거미줄을 사용하여 세포 배출을 유도하는 데 최초로 성공한 이래, 세포 분열과 성장을 유도하는 이 방법을 세포 패터닝이라고 부릅니다. 세포 패터닝 기법은 실험을 시뮬레이션하는 간단한 수단으로서 실험 시스템을 단순화하고 3차원 세포 환경을 시뮬레이션할 수 있다는 장점이 있습니다. 그 결과 세포 패터닝은 널리 사용되어 왔으며 많은 결과물이 상용화되었습니다. 조직 공학, 약물 스크리닝, 외상 치료 분야가 그 예입니다.

최근 몇 년 동안 바이오 건강 분야에서 인간의 긴급한 요구로 인해 인간은 천연 생체 분자 재료 (단백질, 당류, 펩타이드, 리보 핵산, 셀룰로오스 등)에 점점 더 많은 관심을 기울이고 있으며, 인간은 천연 고분자 재료의 화학적 변형을 통해 공정과 복잡성을 최소화하고 천연 고분자 재료의 환경 친화적 특성을 유지하여 기능성 장치 연구를 수행할 수 있기를 희망하고 있습니다. 변형되지 않은 천연 고분자 소재는 기능성 소자 연구에 사용됩니다. 한편, 생체 고분자 기반 소재 및 소자를 제조하기 위해 기계적, 전기적, 광학적 특성 등 생체 분자의 고유한 특성을 직접 활용하는 연구도 진행되고 있습니다. 예를 들어, 데옥시리보핵산 염기쌍의 상보적 특성을 이용하여 고감도 센서를 제조하면 중금속 이온 검출 및 감지에 사용할 수 있고, 단백질 소재를 사용하여 환경 반응 특성에 대한 센서를 제조하면 온도, 습도 및 PH 값 변화를 모니터링하는 데 사용할 수 있으며, 셀룰로스 기계적 특성을 사용하여 광도파관 소자를 제조할 수 있습니다.

단백질 기반의 물질화-장치화-기능화를 달성하기 위한 수단은 다음과 같습니다:

1. 펨토초 레이저 직접 쓰기 기술을 기반으로 한 단백질 기반 광도파관 제조

펨토초 레이저 직접 쓰기 기술을 이용해 단백질 기반 소재에 도파관형 소자를 가공하고 투과광 테스트를 수행하여 단백질 소재에서도 도파관형 소자를 제조할 수 있음을 입증했습니다. 그리고 도파관형 소자가 양호한 소자 표면 형상으로 제조되었음을 증명하고, 도파관형 소자의 빛 투과 테스트를 진행했습니다.

2. 자외선 리소그래피 판 인쇄 기술을 기반으로 한 단백질 재료의 박막 제조

자체 제작한 UV 리소그래피 시스템을 사용하여 UV 리소그래피 리소그래피 플레이트 인쇄를 통해 단백질 박막을 제조했습니다. 마스크 플레이트를 사용하여 단백질 기반 주기적 마이크로 나노 스트라이프 소자를 제조하고, 주기적 마이크로 나노 스트라이프의 형태와 스트라이프 품질이 마이크로 나노 격자 소자로 사용될 수 있는지 확인하기 위해 격자 테스트를 실시했습니다. 그리고 주기적 스트라이프를 기판으로 사용하고 세포와 공동 배양하여 주기적 스트라이프가 세포 성장 또는 줄을 유도하여 세포 패터닝을 가능하게 할 수 있음을 입증했습니다. 이 연구는 UV 리소그래피를 통해 단백질 하이드로겔 소재를 소자로 구현하는 데 초점을 맞췄습니다.

3, 탄소점-단백질 기능화 소자 제조를 위한 자외선 리소그래피 기반 기술

이전 논문에서 구축한 UV 리소그래피 시스템을 사용하여 탄소점-단백질 하이브리드 소재를 복합 하이드로겔 소재에 혼합한 다음 하이브리드 소재 필름을 제조했습니다. 이 하이브리드 필름은 가시 광촉매 기능화를 탐구하는 데도 사용되었습니다.