조홍백 연구실
배터리소재화학공학과 조홍백
조홍백 연구실은 차세대반도체융합공학부 소속으로, 촉매화학공학을 기반으로 한 첨단 세라믹-폴리머 복합소재 및 나노복합체 개발에 주력하고 있습니다. 연구실은 전자기기의 고집적화와 소형화에 대응하기 위해, 열전도성이 우수한 다양한 세라믹 필러와 고분자 매트릭스를 결합한 복합소재를 설계하고 있습니다. 특히, 육방정계 질화붕소, 산화마그네슘, 질화알루미늄 등 다양한 무기 필러의 표면개질 및 분산 기술을 통해 복합소재의 열전도도, 내수화성, 내산화성 등 핵심 물성을 극대화하고 있습니다.
연구실은 방열 특성뿐만 아니라 전자파 차폐, 자기유변성, 방폭 등 다기능성을 갖춘 복합 필름 개발에도 앞장서고 있습니다. 레이저 패터닝, 분무건조, 고분자 코팅 등 다양한 공정기술을 접목하여, LED 고방열 패키징, 배터리용 경량 시트, 고기능성 방열 접착제 등 산업적 응용이 가능한 소재를 실용화하고 있습니다. 이러한 연구는 산업통상자원부, 과학기술정보통신부 등 다양한 정부 과제와 연계되어, 실제 산업 현장에 적용되고 있습니다.
또한, 연구실은 촉매 및 반응공학적 접근을 바탕으로, 금속 나노입자, 그래핀, 산화물 등 다양한 나노소재를 활용한 고감도 센서 기술 개발에도 집중하고 있습니다. 정전용량형 가스 센서, 열화학 변색 센서, 비효소적 전기화학 센서 등은 환경 모니터링, 바이오센서, 산업 안전 등 다양한 분야에 적용되고 있으며, 높은 선택성과 민감도, 장기 안정성을 확보하고 있습니다.
이외에도, 연구실은 환경 정화용 2차원 소재, 철근 부식 방지제, 음이온 제거 소재 등 환경·에너지 융합 분야 연구도 활발히 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 촉매화학공학의 원리를 바탕으로, 반응공정의 최적화, 소재의 구조 제어, 기능성 향상 등 다양한 혁신적 접근을 통해 실질적인 사회적 문제 해결에 기여하고 있습니다.
조홍백 연구실은 다수의 특허 출원과 논문 발표, 정부 과제 수행을 통해 국내외 학계와 산업계에서 높은 평가를 받고 있습니다. 앞으로도 첨단 복합소재 및 센서 기술의 선도적 연구를 지속하며, 차세대 반도체 및 융합공학 분야의 발전에 기여할 것입니다.
고기능성 열전도성 세라믹-폴리머 복합소재 개발
조홍백 연구실은 고기능성 열전도성 세라믹-폴리머 복합소재의 개발에 중점을 두고 있습니다. 최근 전자기기의 소형화 및 고성능화에 따라 효율적인 열 관리가 필수적으로 요구되고 있으며, 이를 위해 다양한 형태와 크기의 세라믹 필러(예: 육방정계 질화붕소, 산화마그네슘, 질화알루미늄 등)와 고분자 매트릭스의 복합화 기술을 연구하고 있습니다. 특히, 분무건조법, 고분자 코팅, 표면개질 등 다양한 공정기술을 활용하여 필러의 분산성과 계면 특성을 극대화함으로써 복합소재의 열전도도 및 내수화성을 크게 향상시키고 있습니다.
이러한 연구는 방열 특성이 뛰어난 복합소재를 구현하는 데 그치지 않고, 전자파 차폐, 자기유변성, 방폭 등 다양한 기능을 동시에 부여할 수 있는 다기능성 복합 필름 개발로 확장되고 있습니다. 실제로, 연구실은 열전도성 세라믹-폴리머 복합체와 레이저 패터닝 기술을 결합하여 LED 고방열 패키징, 배터리용 경량 시트, 고기능성 방열 접착제 등 산업적 수요가 높은 응용 분야에 적용 가능한 소재를 개발하고 있습니다.
이와 같은 연구는 특허 출원 및 기술 사업화로 이어지고 있으며, 산업통상자원부, 과학기술정보통신부 등 다양한 정부 과제와 연계되어 실질적인 산업적 파급효과를 창출하고 있습니다. 조홍백 연구실의 열전도성 복합소재 연구는 차세대 전자소재 및 에너지 소재 분야에서 국내외적으로 높은 평가를 받고 있습니다.
첨단 촉매 및 반응공학 기반 나노복합체와 센서 기술
연구실은 촉매화학공학의 원리를 바탕으로 다양한 나노복합체 및 센서 소재 개발에도 활발히 참여하고 있습니다. 특히, 금속 나노입자, 그래핀, 산화물 등 다양한 나노소재를 활용하여 고감도 가스 센서, 정전용량형 센서, 열화학 변색 센서 등 차세대 센서 플랫폼을 연구합니다. 예를 들어, 그래핀-금속 산화물 복합체를 이용한 메탄올, 수소, 황화수소 등 유해가스 검출 센서, 비효소적 도파민 검출용 전기화학 센서 등은 높은 선택성과 민감도를 자랑하며, 실시간 환경 모니터링 및 바이오센서 분야에 적용되고 있습니다.
이러한 센서 기술은 촉매의 표면개질, 나노구조 제어, 전기장 및 자기장 하에서의 필러 정렬 등 다양한 반응공학적 접근법을 통해 성능이 극대화되고 있습니다. 또한, 연구실은 다공성 구조체, 코어-셸 나노입자, 하이브리드 필러 등 혁신적인 소재 설계와 합성법을 도입하여 센서의 내구성, 신뢰성, 장기 안정성까지 확보하고 있습니다. 실제로, 관련 특허와 논문을 통해 연구실의 센서 기술은 국내외 학계와 산업계에서 주목받고 있습니다.
이와 더불어, 연구실은 촉매 및 반응공학 기반의 환경 정화 소재(예: 음이온 제거용 2차원 소재, 철근 부식 방지제 등) 개발에도 힘쓰고 있습니다. 이러한 연구는 환경·에너지·바이오 등 다양한 융합 분야로 확장되어, 사회적 문제 해결에 기여하는 실질적 연구성과를 도출하고 있습니다.
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One-step formation of three-dimensional interconnected T-shaped microstructures inside composites by orthogonal bidirectional self-assembly method
조홍백
SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS, 202412
2
High Quasi-Isotropic Thermal Conductivity of Polydimethylsiloxane Nanocomposites with Hexagonal-Boron Nitride Microspheres and Flakes
조홍백
ACS APPLIED POLYMER MATERIALS, 202404
3
Enhanced capacitive pressure sensing performance by charge generation from filler movement in thin and flexible PVDF-GNP composite films
조홍백
SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS, 202312
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열전도성 세라믹-폴리머 복합체와 레이저 패터닝 기술을 이용한 LED 고방열 패키징 기술 사업화
2
알칼리 아연니켈 도금공정의 아민계 착화제 유래 시안니켈 착화합물의 선택적 제거 및 실시간 고품질 도금액 관리 기술 개발
3
급속충전 배터리용 일본산 구상 Al2O3, 고순도 h-BN 소재 대체 및 이를 적용한 5W/mK급 경량(비중 2.5g/cc) 시트 개발