우리 연구실은 투명하고 유연한 신경전극 및 다양한 바이오전자 소자의 개발에 주력하고 있습니다. 뇌의 복잡한 구조와 행동을 이해하기 위해서는 정밀한 신경 신호 측정이 필수적이며, 이를 위해 투명하고 생체적합성이 뛰어난 전극 어레이를 연구하고 있습니다. 기존의 불투명 전극과 달리, 그래핀, 2차원 소재, 유무기 하이브리드 등 첨단 나노소재를 활용하여 높은 투명도와 전기적 특성을 동시에 구현하였습니다. 이러한 투명 신경전극은 전기생리학, 신경영상, 광유전학 등 다양한 신경과학 연구에 활용될 수 있습니다. 특히, 투명 전극을 통해 광학적 신호와 전기적 신호를 동시에 측정할 수 있어, 뇌 기능 해석의 정확도를 크게 높일 수 있습니다. 또한, 미세유체 기술과 반도체 공정을 접목하여 다양한 바이오전자 소자(예: 바이오센서, 신경자극기 등)로의 확장이 가능합니다. 연구실에서는 투명 전극의 제작 공정, 장기 신뢰성, 생체적합성 평가 등 실용화를 위한 다양한 연구를 병행하고 있습니다. 실제 동물실험 및 인비보(in vivo) 분석을 통해 전극의 성능을 검증하고 있으며, 미래에는 임상 및 의료기기 분야로의 적용을 목표로 하고 있습니다.

플렉서블(유연) 전자소자는 차세대 전자기기 및 의료기기 분야에서 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 본 연구실은 생체적합성 고분자(Parylene C) 기반의 플렉서블 트랜지스터, 메모리(RRAM, CTF 등), 로직 소자 및 증폭기 개발에 집중하고 있습니다. 이러한 소자들은 신체에 직접 부착하거나 이식이 가능하며, 웨어러블 및 임플란터블 시스템에 적합한 특성을 갖추고 있습니다. 그래핀, 2차원 소재, InGaZnO(IGZO), 유기 반도체 등 다양한 첨단 소재를 활용하여 소자의 전기적 특성과 기계적 내구성을 극대화하였습니다. 특히, 플렉서블 RRAM 및 CTF 메모리는 뉴로모픽 시스템(인공 시냅스 소자) 구현에 적합하며, 저전력, 고속 동작, 우수한 신뢰성을 자랑합니다. 또한, 플렉서블 트랜지스터와 로직 소자는 바이오센서, 신경인터페이스, 웨어러블 헬스케어 기기 등 다양한 응용분야에 적용되고 있습니다. 연구실에서는 소자 제작 공정의 최적화, 장기 신뢰성 평가, 실제 응용을 위한 회로 설계 및 시스템 통합 연구를 병행하고 있습니다. 이를 통해 차세대 플렉서블 전자소자의 상용화 및 의료·헬스케어 분야로의 확장을 목표로 하고 있습니다.

DNA 압타머는 특정 표적 분자에 선택적으로 결합하는 단일 가닥 핵산으로, 이를 활용한 바이오센서 개발은 차세대 진단기술로 주목받고 있습니다. 본 연구실은 압타머와 미세유체 시스템을 결합한 전자소자를 통해 다양한 바이오마커를 고감도·고특이적으로 검출하는 기술을 연구하고 있습니다. 이러한 압타머 기반 바이오센서는 라벨링이 필요 없는 고효율 검출이 가능하며, 다양한 질병의 조기 진단 및 건강 모니터링에 활용될 수 있습니다. 미세유체 채널을 통해 흐르는 생체 시료 내 바이오마커를 실시간으로 검출할 수 있으며, 전자소자와의 집적을 통해 소형화 및 다중화가 용이합니다. 연구실에서는 압타머의 설계, 표면 개질, 전기화학적 신호 증폭 등 다양한 기술을 접목하여 센서의 민감도와 신뢰성을 높이고 있습니다. 또한, 그래핀, PEDOT:PSS 등 투명·유연 소재를 활용한 바이오센서 개발을 통해 차세대 웨어러블 진단기기 및 현장진단(POCT) 시스템으로의 응용을 추진하고 있습니다. 이와 함께, 실제 임상 샘플을 이용한 검증, 센서 어레이화, 데이터 분석 알고리즘 개발 등 실용화 연구도 활발히 진행 중입니다. 이를 통해 미래의 정밀의료 및 맞춤형 건강관리 실현에 기여하고자 합니다.