다상복합유체연구실(Multiphase Complex Fluids Laboratory, MCFL)은 KAIST 생명화학공학과 소속으로, 유체-유체 계면 및 다상 복합유체의 이론적, 계산적, 실험적 연구를 선도하고 있습니다. 본 연구실은 화학공학의 핵심인 수송현상과 계면공학을 바탕으로, 에너지 소재, 그린 케미스트리, 전자 소재, 계산화학 등 다양한 분야에서 혁신적인 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 초박막 분리막 및 이온선택성 멤브레인 개발에 있어 세계적인 경쟁력을 갖추고 있습니다. 유체-유체 계면에서의 분자 정렬 및 흡착 현상을 정밀하게 제어하여, 수 나노미터 두께의 초박막 필름을 대면적으로 제조하고, 이를 기반으로 한 고성능 분리막을 구현합니다. 이러한 기술은 배터리 분리막, 리튬 이온 분리 및 회수, 리튬 재활용 등 에너지 소재 분야에 직접적으로 응용되고 있으며, 실제 전지 시스템에서의 장기적 안정성과 높은 효율을 입증하였습니다. 또한, 그린 케미스트리 및 바이오매스 기반 고성능 소재 개발에도 주력하고 있습니다. 천연 바이오매스(리그노셀룰로오스, 해조류 등)를 활용한 친환경 고분자 및 나노복합체를 연구하며, 에멀젼 템플레이팅, 계면층 증착 등 그린 화학 공정을 통해 투명 필름, 전극, 센서, 멤브레인 등 다양한 응용 분야에 적용 가능한 고성능 바이오매스 소재를 개발하고 있습니다. 이는 자원 순환, 환경오염 저감, 에너지 효율 향상 등 사회적 요구에 부응하는 연구입니다. 콜로이드 및 에멀젼 기반의 차세대 에너지 저장 시스템 개발도 본 연구실의 주요 연구 분야입니다. 에멀젼 템플레이팅 기법을 통해 고표면적, 고공극률의 나노포러스 구조체를 제조하고, 이를 기반으로 이온전도성이 뛰어난 고체 전해질, 폭발 방지 마이크로캡슐 등 차세대 에너지 저장 소재를 연구합니다. 나노구조 제어를 통해 이온전도도와 안정성을 동시에 향상시킨 고체 전해질 및 배터리용 소재 개발에 성공하였으며, 실제 전지 시스템에서의 성능 향상도 확인하였습니다. 이 외에도, 유체물리, 유체운동, 유체수송, 계면화학, 계산화학 등 다양한 기초 및 응용 연구를 통해, 에너지, 환경, 소재, 바이오 등 다양한 산업 분야로의 확장 가능성을 모색하고 있습니다. 앞으로도 분자 수준에서의 계면 제어 기술과 다상 복합유체 과학을 바탕으로, 혁신적 소재 및 공정 개발을 선도하며, 지속가능한 미래 사회 구현에 기여할 것입니다.