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3조 {저희조짱이 조}

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3조 {저희조짱이 조}

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나노기술 활용사례:
의료분야에서는 한국세라믹기술원에서는 손상된 뼈를 대체 혹은 재생시키거나 치과용 재생 소재로 사용할 수 있는 경조직 재생용 하이브리드 복합체 실용화 기술을 선보이기도 했고, 의료기가 닿지 않는 부분도 치료할 수 있는 로봇을 개발하는 의료적분야에서 활용이 가능하다
일상생활에서는 '은 나노 생활용품' 으로 특유의 살균과 항균효과로 여드름 전용 비누, 칫솔, 유아용품 등에 적용되고 있다
국방에서는 재료를 강하고 가볍게 하고 신기능을 부여할 수 있으므로, 군사용 부품의 고성능화를 가능하게 할 것이다
출처:나노조합기술원

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항암제 개발 연구 활용

한국과학기술연구원 테라그노시스연구단 김광명 박사팀은 자가 조립 나노물질을 이용해 정상조직에는 영향을 미치지않고 암세포만 선택적으로 제거 할 수 있는 신기술을 개발했습니다.kist연구팀이 새로개발한 나노 기반항암 전구체와 레이저 기술을 이용,독성없는 항암 치료를 도와준다고 합니다.해당기술은 레이저기술과 함께 나노기술,전구체 기술등이 융합되어 암세포를 완전히 사멸시킬수 있는 기술로 알려져있습니다 이는 항암치료 물론 향후 종양특이 적인 항암제 개발연구에도 활용될 전망입니다.

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일반적인 사례는 산업로봇이다.
현대에 사용되는 산업로봇에는
전자공학의 요소와 기계적 요소를 모두 포함한다.
인간의 영역 밖의 위험하고
더러운 작업에 있어서
인간을 대신하고 있다.

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의족, 성형외과 보형물등의 신체이식 의료물에 3d프린터가 이용된다

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나노 기술 활용 사례
2018.08.29 17:01 이성규 객원기자

다급한 상황에서 외과 수술을 하지 않고도 심장 발작에 신속히 대응할 수 있는 나노기술 기반의 새로운 약물 전달 시스템이 개발돼 주목을 끌고 있다.

심장은 3개의 관상동맥에 의해 산소와 영양분을 공급받는데, 어느 하나라도 막혀버리면 아무런 경고 없이 그대로 죽을 수 있는 심장마비나 심근경색이 올 수 있다. 혈관이 막히면 혈액 공급을 받지 못한 심장이 멈춤으로써 뇌 등 주요 장기의 기능도 멈추게 된다.

이때에는 막힌 혈관을 뚫어주거나 넓히는 시술을 해야 한다. 보통은 ‘카테터’라는 길고 가는 관을 혈관 안에 넣어 좁아진 부위를 넓히거나, 혈관을 넓혀주는 스텐트를 관상동맥에 설치한다.

심각한 심장마비 환자에게는 협착된 관상동맥을 확장하기 위해 피부를 통해 카테터를 삽입하고 스텐트를 유치하는 시술을 하기도 한다.
최근 미국 노스캐롤라이나주립대학과 노스캐롤라이나채플힐대학(UNC)의 연구진은 외과적 개입 없이 심장 발작에 신속히 대응할 수 있는 다공성 나노겔을 개발했다.

온라인 과학 전문 매체 ‘phys.org’에 의하면, 직경 250나노미터의 이 다공성 나노겔의 구체 내부에는 tPA와 Y-27632라는 두 가지 약물이 적층된다.

혈전의 모든 물질에는 섬유소가 포함되어 있는데, 다공성 나노겔에는 섬유소에 특이적으로 결합하는 단백질이 코팅되어 있어 나노겔이 혈전에 도달하면 달라붙게 된다.

그 후에는  Y-27632를 둘러싸고 있는 tPA가 혈전 부위에서 누출되어 섬유소를 분해하고 혈전을 용해시키는 역할을 하게 된다.

혈전 자체를 목표를 삼는 tPA가 모두 방출되면 다음에는 Y-27632가 나노겔을 빠져 나가 재관류 손상을 줄이는 역할을 담당한다.

심장마비의 경우 모든 환자가 카테터 등의 수술 진료에 신속히 접근할 수 있는 것은 아니다. 또한 혈전을 제거한 후에도 더 많은 피해가 발생할 수 있다.

막힌 조직에 신선한 혈액을 공급할 경우 재관류 손상이라고 하는 자체의 손상을 일으킬 수 있기 때문이다.

재관류 손상은 흉터를 유발하고 심장 조직을 딱딱하게 해서 정상적인 심장 기능을 할 수 없게 한다.

Y-27632는 흉터를 유발하는 세포의 강성을 제한함으로써, 이 영역의 세포가 더 많은 소성을 유지해 정상적인 심장 기능을 유지할 수 있도록 해준다.

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석탄의 대체에너지로 가장 유명한 수소에너지를 수송할때 폭발위험이 있고 알아보기 힘들어 위험했는데 나노봇에 담아 이동시키면 이런 문제도 해결할 수 있고, 더 많은 양의 수소를 수송할 수 있다

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자동초점/자동광량 조절 기능을갖추어 초심자도 쉽게촬영할 수 있는 자동카메라처럼 전자/기계/소프트웨어가 유기적으로 결합될때 쓰인다

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3d 프린터는 도면을 바탕으로 3차원의 입체 물품을 만들어내는 기계이고 적층형과 절삭형으로 나뉜다 적층형은 파우더나 플라스틱 액체등을 얇은 층으로 겹겹이 쌓아 입체 형상을 만들어내는 방식이다절삭형은 커다란 덩어리를 조각하듯이 깎아내 입체 형상을 만들어내는 방식이다. 적층형에 비하여 완성품이 더 정밀하다는 장점이 있지만, 재료가 많이 소모되고 채색 작업을 따로 해야 하는 것이 단점이다.

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3D 프린팅의 활용사례

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3D 프린팅의 활용사례

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이 교량은 44개의 3D 프린팅 콘크리트 블록으로 바닥을 채웠으며, 난간의 경우 68개부분으로 나뉘어져 있습니다소재의 경우 기존 재료에 성능에 맞추기 위해 강화 섬유가 콘크리트 혼합물에 추가가 되었습니다또한 이 교량의 구조적 진동과 응력을 모니터링하기 위해서 다리 내부에 다양한 센서를 내장했고수집 된 데이터를 활용하면 콘크리트 3D 프린팅 추가 개발에 활용될 것으로 보입니다[출처] [3D프린터] 3D 프린팅을

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3D프린팅 활용 사례
-대형제조 공장에서 고객 맞춤제품 대량 생산
-맞춤형 이어폰 제작
-간단한 주택/수상가옥 건축
-예술품 제작
-문화제 제작
-인공 치아/두개골 등

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자동화 설비 및 로봇
의료 기기 및 의료 계측 장비
운송 및 운반 시스템
새로운 방식의 자동차 시스템

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메카트로로닉스의 활용 사례
- 용접로봇, 도장(페인트 칠하는)로봇 등을 비롯한 산업용 로봇이나 원자로에서 작동하는 로봇과 같은 극한작업 로봇, 그리고 인공지능을 가진 차세대 로봇에 이용된다.

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3D 프린팅 활용사례
-대형제조 공장에서 고객 맞춤제품 대량 생산
-맞춤형 이어폰 제작
-간단한 주택/수상가옥 건축
-예술품 제작
-문화제 제작
-인공 치아/두개골 등

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3D 프린팅
3D 프린팅 환자 맞춤형 ‘특수재질두개골성형재료’
재생의료 전문기업 시지바이오(대표 유현승)는 식품의약품안전처로부터 ‘특수재질두개골성형재료’의 품목 허가 승인을 받았다고 밝혔다.

이번에 허가 승인 받은 ‘특수재질두개골성형재료’는 두개골 및 상악/하악의 재건을 위해 사용되며, 우수한 생체적합소재로 널리 알려진 PCL(poly ε-caprolactone)과 기 허가 제품인 특수재질 추간체유합보형재(제허14-592호) 및 인공광대뼈(제허 18-236호)에 사용된 고강도 생체활성 세라믹 소재 BGS-7을 혼합한 복합소재를 원재료로 사용한다. 3D프린팅 기술을 적용하여 환자 맞춤형으로 제작 가능해 수술 이전으로 복구 능력이 뛰어난 것이 특징이다.

특히 본 품목에 사용된 BGS-7 소재는 환자 맞춤형 골대체재 ‘이지메이드(Easy-made)’에 사용되어, 골결손으로 인한 안면 광대뼈 재건 환자에서 이식 6개월 후 100% 유합율을 보이고 주변 골융해가 관찰되지 않으며, 환자 만족도 평가 10점 만점에 9점을 기록하는 등 기능성, 심미성, 안전성 측면에서 우수성이 입증됐다. 금속소재에서 제기되어 온 CT, MRI 등 영상 판독 정확도 저하를 크게 개선시키는 등 다른 두개골 성형 재료와도 차별화되는 것으로 평가되어 왔다. 뿐만 아니라 척추추체간유합술시 추체간격을 유지하기 위한 케이지 품목으로 허가되어 사용되고 있으며, 4년이상 장기추시에서 효과 및 안전성을 입증된 바 있다.

바이오세라믹 인공치아

`이니2`의 가격은 2900만원 선이다. 유 대표에 따르면 치과나 기공소에서 인공치아를 만들 때 사용하는 `캐드캠(컴퓨터로 설계·제조)` 장비는 6000만원 선이다. 기존 장비와 비교해 생산성 차이도 크다. 유 대표는 "2시간 동안 캐드캠으로는 인공치아 6개 정도 생산이 가능하지만 이니2를 가동하면 작은 치아는 23개, 큰 치아는 15개가량 만들 수 있다"며 "장비 가격은 절반인데도 생산성은 최대 4배나 높은 셈"이라고 강조했다. 유 대표는 "원형 세라믹 판을 절삭·가공하는 과정에서 분진이 많이 나오는 캐드캠과 달리 이니2는 3D 프린팅이어서 먼지 걱정도 없다"

3D프린팅 기술 활용해 독립운동가-위인 등 피규어로 재연
티토이스튜디오는 3D프린터 및 3D스캔 기술을 활용해 옛 위인들과 독립운동가 등 우리나라 역사 속 핵심 인물들을 입체 조형물로 개발하고 있다고 밝혔다.

2D로 남은 고증자료나 초상화, 사진 등만 남아 있어 처음부터 끝까지 쉽지 않은 작업이지만 그동안 피규어제작, 하이퍼리얼 마네킹 등을 제작해 온 기술력을 활용해 재현도가 높은 조형물을 제작하고 있다.

실제로 2019년 티토이스튜디오가 선보인 의열단장 김원봉 대장의 3D피규어는 독립운동가로서의 단단한 의지가 한 눈에 느껴질 정도로 완성도가 높았다. 자료가 많지 않은 데도 불구하고 실제 김원봉 대장을 보는 듯 사실감을 더해주는 섬세한 표현이 적용되었다.

지난 해에는 조선을 건국한 태조 이성계의 초상화를 기반으로 하여 3D 피규어를 제작하는 등 현대인의 흥미를 유발하면서도 애국 의식을 고취할 수 있는 여러 위인 피규어 제작에 앞장서고 있다.

섬세한 3D피규어 제작이 가능한 것은 티토이스튜디오가 그 동안 축적해 온 조형적 기술과 3D프린팅 기술이 융합된 덕분이다. 3D프린팅 기술은 소형 피규어 제작뿐만 아니라 밀랍인형, 극사실 마네킹 제작 등에도 활용되고 있으며 전시관, 박물관, 의류매장 등 다양한 분야에서 필요로 하고 있다.

티토이스튜디오는 전통적인 석고캐스팅 방식부터 라이프캐스팅, 실리콘캐스팅 등 새로운 기술까지 접목하여 사실감 넘치는 피규어, 마네킹 등을 제작하며 특수분장까지 더해 더욱 생동감 넘치는 결과물을 발표해 왔다.

티토이스튜디오 관계자는 “사람들이 머릿속에 떠올리는 이미지가 선명하면 선명할수록 해당 위인의 업적이나 일생에도 더 많은 관심을 보일 것이라 생각해 이 같은 작업을 지속하고 있다”며 “앞으로도 우리 국민들이 역사 속 위인들의 모습을 생생하게 기억할 수 있도록 독립운동가 및 위인들의 3D피규어를 개발할 것이다”라고 밝혔다.

출처 : 데일리시큐(https://www.dailysecu.com)

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‘나노메카트로닉스 기술’은 나노기술 분야 중 공정과 장비를 더한 기술 영역으로 정의할 수 있다. 즉 나노메카트로닉스 기술은 나노소자, 나노부품과 나노소재를 연결시켜 주는 역할을 수행하는, 나노기술의 기반이 되는 중추적 위치에 있는 기술이다.
나노메카트로닉스 기술이 중요한 이유는 생산성 높은 나노공정 기술의 개발이 나노제품의 저가화로 이어져 많은 사람들이 나노기술의 혜택을 누릴 수 있도록 하는데 결정적으로 기여할 수 있기 때문이다. 수십 내지 수 나노미터 스케일의 구조물을 안정적으로 양산할 수 있는 공정기술은 10년 후 반도체 등의 극미세 부품에 반드시 필요할 것으로 예측되고 있어, 기술선점을 위해 선진국을 중심으로 연구개발에 박차가 가해지고 있다.
메카트로닉스에서는 보통 기계와 전자를 함께 배우고
자동화시스템 기술과 다음과 같은 공학을 배우게 된다.
예를 들어 기계 공학,재료 응용 공학,전자 공학,컴퓨터 공학,컴퓨터 응용 공학, 시스템 및 제어 공학,광학
,로봇 공학 등이 있다.

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나노기술 활용 10515 이성준

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나노기술 활용 10515 이성준

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암세포까지 약물전달
현재 항암 치료는 모근이나 골수조직처럼 분열이 활발한 건강한 세포 조직까지 파괴해 머리카락이 빠지고 면역력이 급격히 떨어지는 등 부작용이 크다. 암세포만 선택적으로 없앨 수는 없을까. 온몸을 돌아다니며 암세포를 찾아 없애는 ‘깨알보다 작은 나노로봇’이 있다면 가능하다.

에너지 저장
전문가들은 수소를 안전하게 저장하고 수송하는 해결책으로 나노입자를 떠올렸다. 손준우 POSTECH 신소재공학과 교수팀은 2016년 7월 바나듐(V) 산화물 격자에 수소를 덧씌우는 방식으로 안전하게 수소를 저장하고 수송할 수 있는 나노 소재를 개발했다. 손 교수는 “나노격자 구조체는 표면적이 넓어서, 그만큼 수소를 많이 담을 수 있다”고 설명했다.

TV와 태양전지
최근 기존 TV보다 선명하고 또렷한 화질로 유명세를 탄 양자점발광다이오드(QLED) TV는 이름에서도 알 수 있듯이 양자점(퀀텀닷)을 이용해 만들었다. 양자점은 크기가 수 nm 수준으로 작은 원자들이 뭉쳐져 있어 지름이 수십 nm에 지나지 않는 미세한 반도체 결정이다.

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3D프린팅 활용사례

유방암 환자의 삶의 질을 높이기 위해 유방 전체를 절제하는 대신 가능한 암이 있는 부분만 제거해 최대한 유방의 형태를 유지하는 유방보존술이 최근 활발하게 시행되고 있다.

유방보존술을 더욱 정교하게 하기 위해 서울아산병원 의료진이 3D 프린팅 수술 가이드를 직접 개발해 유방암 수술에 활용하고 있다.

서울아산병원 유방외과 고범석 ‧ 융합의학과 김남국 교수팀은 3D 프린터로 만든 수술 가이드를 적용해 초기 유방암인 유방 상피내암 환자 11명에게 유방보존술을 실시한 결과, 종양에서 절제연까지 평균 거리가 약 1cm로 정상 유방 조직을 최대한 보존하였으며 암이 남아있지 않고 모두 정확하게 절제됐다고 최근 밝혔다.

연구팀이 기존에 진행성 유방암을 대상으로 했던 연구에 더해 초기 유방암 수술에 대한 효과까지도 입증한 것이다.

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나노 기술의 활용 사례
하이브리드 시스템을 사용한 합성피부, 유전자 분석 및 조작
동식물의 유전자 개선
내구성 및 생체 친화력있는 인공기관
인체의 질병을 예방 및 진단 할 수 있는 나노센싱 시스템

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나노 기술의 활용 사례

나노입자 기능성 소재를 활용한 건강식품
[연합뉴스=자료사진]

사업 추진은 수요 맞춤형 나노융합 부품·모듈을 개발하고, 이를 완제품 분야에 적용해 산업전반으로 확산시키는 방식으로 진행된다.

디스플레이의 경우 오래 쓸 수 있는 청색 유기발광다이오드(OLED) 소자와 새로운 청색 OLED 광원에 최적화된 퀀텀닷 소재를 개발한다. 청색 OLED는 수명이 짧아 OLED 디스플레이 최대 약점으로 꼽혀 왔다.

디스플레이용 퀀텀닷(QD)-OLED 나노소자 개발은 TV 해상도를 높이고 화질을 보다 선명하게 하려는 것이다.

미래차 분야에선 꿈의 신소재로 불리는 그래핀, 탄소나노튜브 등 나노[187790] 탄소소재를 활용한다.

전기차의 경우 겨울철에 히터로 열을 내는 데 효율이 낮은 문제점을 개선하고, 자율주행차의 경우 광대역(5G) 주파수로 인한 전자파를 차단해 차내 전자부품의 기능 저하를 막기 위한 것이다.

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나노로봇으로 암세포 파괴
임상 응용 앞당겨 나노의학 새 장 열어
2018.02.13 09:26 김병희 객원기자

미국과 중국 과학자들이 나노로봇으로 암세포의 혈류를 차단해 종양을 축소시키는데 처음으로 성공했다.

미국 애리조나 주립대(ASU)와 중국 과학아카데미 국립 나노과학기술센터(NCNST) 연구팀은 프로그래밍한 나노로봇을 유방암과 흑색종, 자궁암 및 폐암을 일으킨 쥐 모델에 적용해 성공적인 효과를 거뒀다고 과학저널 ‘네이처 바이오테크놀러지’(Nature Biotechnology) 12일자에 발표했다.

애리조나 주립대 바이오디자인연구소 분자디자인 및 생체모방센터 소장인 하오 얀(Hao Yan) 교수는 “매우 정밀한 약물 디자인으로 표적 암 치료를 수행할 수 있는 최초의 완전 자율 DNA 로봇시스템을 개발했다”고 밝히고, “더욱이 이 기술은 모든 고형 암에 공급되는 혈관이 기본적으로 같기 때문에 많은 유형의 암에 적용할 수 있는 전략”이라고 덧붙였다. 관련 동영상

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3D 프린터의 활용사례

맞춤형 신발
자신의 발 크기에 딱 맞춰 만든 신발을 지금보다 더 싼 가격으로 신을 수
있다

디지털 복원
수작업으로 이루어졌던 문화제ㅐ 복원을 컴퓨터상의 데이터로 구축한다음 3D프린터로 출력해서 결손부분을 쉽고 빠르게 가공할수있어서 쓰이고있다