이병우 연구실은 전자세라믹스와 다양한 기능성 산화물 소재의 합성과 특성 평가를 중점적으로 연구하고 있습니다. 연구실에서는 BaTiO3, PZT, ZnO, TiO2 등 다양한 산화물 기반 세라믹스의 저온 합성법, 수열합성법, 공침법 등 혁신적인 합성 공정을 개발하여 고순도, 미세입자, 균일한 입도분포를 갖는 분말 및 박막을 제조하고 있습니다. 이러한 소재들은 고유의 유전, 압전, 광촉매, 전기전도 특성을 바탕으로 전자부품, 센서, 촉매, 에너지 변환 소자 등 다양한 응용 분야에 활용되고 있습니다. 특히, 연구실은 복합 도펀트(La, Nb, Fe 등)를 이용한 PZT 및 BaTiO3의 조성 제어를 통해 압전 및 유전 특성의 향상과 안정성을 달성하고, 저온에서의 고밀도 소결체 제조 기술을 확보하였습니다. 또한, ZnO 및 TiO2 나노구조체의 수열합성 및 습식합성법을 통해 나노입자, 나노로드, 박막 등 다양한 형태의 나노소재를 구현하고, 이들의 구조적, 광학적, 전기적 특성을 체계적으로 분석하고 있습니다. 이러한 연구는 차세대 전자소자, 에너지 저장 및 변환 장치, 환경 정화용 촉매 등 첨단 산업 분야에서 요구되는 고성능 소재의 개발에 기여하고 있습니다. 연구실의 지속적인 소재 설계 및 공정 혁신은 국내외 전자세라믹스 및 기능성 산화물 소재 분야의 학문적·산업적 발전에 중요한 역할을 하고 있습니다.

이 연구실은 초고온 환경에서 사용되는 Ni-Cr계 초합금(Inconel 617, Hastelloy X 등)의 내열성, 내식성, 내마모성 향상을 위한 표면개질 및 코팅 기술을 심도 있게 연구하고 있습니다. 물리적 기상증착(PVD), 수열처리, 확산코팅(Aluminide, TiAlN, Al2O3 등) 등의 다양한 표면처리 공정을 적용하여, 합금 표면에 균질하고 치밀한 산화물 또는 세라믹 보호층을 형성함으로써 고온 산화 및 부식에 대한 저항성을 극대화하고 있습니다. 연구실은 표면처리된 합금의 미세구조, 상변화, 산화막 성장 억제 효과, 내마모 특성 등을 체계적으로 분석하여, 기존 합금 대비 월등히 향상된 고온 안정성과 내구성을 입증하였습니다. 특히, 원자력 발전, 해양플랜트, 초고온 열교환기 등 극한 환경에서 요구되는 구조재료의 신뢰성 확보를 위해, 다양한 코팅 조성 및 공정변수 최적화 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 고온·고압 환경에서 장기간 사용 가능한 내열·내식 합금 및 복합소재 개발에 중요한 기초를 제공하며, 에너지, 플랜트, 원자력 등 국가 기간산업의 안전성과 효율성 향상에 크게 기여하고 있습니다. 또한, 관련 특허 및 기술이전, 산업체 협력연구를 통해 실용화 및 상용화에도 적극적으로 참여하고 있습니다.

연구실은 환경오염 저감 및 에너지 효율 향상을 위한 촉매 및 환경 기능성 세라믹스 개발에도 활발히 참여하고 있습니다. TiO2, WO3, V2O5 등 산화물 기반의 SCR(선택적 촉매환원) 촉매, 광촉매, 전자파 차폐용 도전성 고무 등 다양한 환경 소재의 합성 및 응용 연구를 수행하고 있습니다. 특히, TiO2/활성탄 복합체, WO3/TiO2, V2O5/WO3/TiO2 등 다성분 촉매의 미세구조, 상변화, 촉매능 평가를 통해 NOx, 유기오염물질, 다환방향족탄화수소(PAHs) 등 환경유해물질의 효율적 제거 기술을 개발하고 있습니다. 또한, 무전해 도금법을 이용한 도전성 실리콘고무, EPDM 고무의 제조 및 전자파 차폐 특성 향상 연구도 병행하고 있습니다. 이 과정에서 도금 공정변수(pH, 온도 등) 최적화, 도금막의 결정성 및 부착력 향상, 전기전도도 및 차폐효율 극대화 등 실용적 성능 개선에 중점을 두고 있습니다. 이러한 환경 기능성 세라믹스 및 복합소재 연구는 친환경 산업, 전자·전기 부품, 건설·플랜트 분야 등 다양한 산업군에서의 환경 규제 대응 및 신기술 창출에 기여하고 있습니다. 연구실의 축적된 촉매 및 환경 소재 기술은 미래 지속가능 사회 실현에 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.