RnDCircle Logo
arrow left icon

Hybrid Nano Materials Lab.

포항공과대학교 신소재공학과

정운룡 교수

Stretchable Electronics

Electronic Skin Sensor

Hybrid Nano Materials

Hybrid Nano Materials Lab.

신소재공학과 정운룡

Hybrid Nano Materials Lab.(정운룡 교수 연구실)은 신소재공학과를 기반으로 유·무기 나노소재, 하이브리드 소재, 신축성 전자소자 및 전자피부(E-skin) 등 첨단 융합 소재 및 소자 연구를 선도하고 있습니다. 본 연구실은 나노입자, 나노와이어, 나노튜브 등 다양한 무기 나노구조체와, 고분자, 하이드로젤, 생분해성 소재 등 유기 나노소재의 합성 및 이들의 하이브리드화에 대한 독창적인 연구를 수행하고 있습니다. 이를 통해 기존 소재의 한계를 극복하고, 신축성, 투명성, 전도성, 생체적합성 등 다양한 기능을 동시에 구현하는 차세대 소재 개발에 집중하고 있습니다. 특히, 신축성 전자소자 및 전자피부(E-skin) 분야에서 세계적인 경쟁력을 갖추고 있습니다. 연구실은 신축성 전도체, 트랜지스터, 센서(압력, 온도, 생체신호 등), 배터리, 디스플레이 등 전자피부를 구성하는 핵심 부품들을 소재 설계부터 공정, 집적화까지 전주기적으로 연구합니다. 미세입자 어셈블리, 패터닝, 프린팅, 나노임프린트, 광리소그래피 등 다양한 미세가공 및 집적기술을 개발하여, 고해상도, 대면적, 고신뢰성의 전자피부 시스템을 실현하고 있습니다. 또한, 본 연구실은 인체의 다양한 생체신호(심전도, 근전도, 호흡, 맥박 등)를 실시간으로 감지하고 분석할 수 있는 고감도 바이오센서 및 웨어러블 헬스케어 플랫폼 개발에도 주력하고 있습니다. 하이드로젤, 전도성 고분자, 나노입자 등 다양한 소재를 활용하여, 피부에 밀착되는 센서, 이식형 센서, 무선 패치 등 다양한 형태의 바이오센서를 구현하고 있습니다. 이러한 기술은 만성질환 모니터링, 재활, 스포츠, 원격의료 등 다양한 헬스케어 분야에 응용되고 있습니다. 연구실은 소재의 합성뿐만 아니라, 미세입자 어셈블리, 패터닝, 프린팅, 나노임프린트, 광리소그래피 등 다양한 공정기술을 활용하여 나노구조체의 집적 및 대면적화, 고해상도 패터닝을 실현하고 있습니다. 이를 통해 소재의 구조적·기능적 특성을 극대화하고, 실제 디바이스로의 응용 가능성을 높이고 있습니다. 이러한 연구성과는 세계적 학술지에 다수의 논문으로 발표되고, 국내외 특허 및 상용화 프로젝트로 이어지며, 미래형 스마트 헬스케어, 로봇, 웨어러블 디바이스, 인공피부, 바이오메디컬 센서 등 다양한 산업 분야에서 혁신을 이끌고 있습니다. Hybrid Nano Materials Lab.은 융합적 사고와 창의적 연구를 바탕으로, 차세대 소재·소자 기술의 글로벌 리더로 자리매김하고 있습니다.

Stretchable Electronics
Electronic Skin Sensor
Hybrid Nano Materials
신축성 전자소자 및 전자피부(E-skin) 기술
신축성 전자소자 및 전자피부(E-skin)는 인간의 피부와 유사한 유연성과 신축성을 갖춘 전자 시스템을 개발하는 첨단 연구 분야입니다. 본 연구실에서는 다양한 신축성 소재와 나노구조체를 활용하여, 피부에 직접 부착이 가능하고, 인체의 움직임이나 생체 신호를 정밀하게 감지할 수 있는 전자피부 및 센서 시스템을 개발하고 있습니다. 이러한 기술은 웨어러블 헬스케어, 재활, 로봇공학 등 다양한 분야에서 혁신적인 응용이 가능합니다. 연구실은 0차원, 1차원, 2차원 나노소재와 고분자, 하이드로젤 등 다양한 소재를 융합하여 신축성과 내구성이 뛰어난 전자소자를 구현하고 있습니다. 특히, 신축성 전도체, 신축성 트랜지스터, 신축성 센서(압력, 온도, 생체신호 등), 신축성 배터리 및 디스플레이 등 전자피부를 구성하는 핵심 부품들을 소재 설계부터 공정, 집적화까지 전주기적으로 연구합니다. 또한, 미세입자 어셈블리, 패터닝, 프린팅 등 다양한 미세가공 및 집적기술을 개발하여 고해상도, 대면적, 고신뢰성의 전자피부 시스템을 실현하고 있습니다. 이러한 연구는 차세대 웨어러블 디바이스, 인공피부, 로봇 촉각센서, 의료용 바이오센서 등 다양한 산업적·의료적 응용으로 확장되고 있습니다. 실제로 본 연구실의 신축성 전자피부 기술은 로봇 손, 인공관절, 스마트 헬스케어 패치, 무선 이식형 센서 등 다양한 프로젝트와 특허, 논문을 통해 국내외에서 높은 평가를 받고 있습니다.
유·무기 나노구조체 및 하이브리드 소재 합성
본 연구실은 유·무기 나노구조체 및 하이브리드 소재의 합성과 이들의 기능성 응용에 대한 선도적 연구를 수행하고 있습니다. 무기 나노입자, 나노와이어, 나노튜브 등 다양한 형태의 무기 나노소재를 저온 용액공정, 마이크로파 어시스트 합성, 폴리머 어시스트 증착 등 혁신적인 합성법을 통해 대량 생산하고, 이들의 구조·조성·물성을 정밀하게 제어합니다. 또한, 유기 나노입자, 생분해성 고분자, 기능성 콜로이드 등 유기 소재와의 융합을 통해 유·무기 하이브리드 나노소재를 개발합니다. 이러한 하이브리드 소재는 신축성, 투명성, 전도성, 생체적합성 등 다양한 기능을 동시에 구현할 수 있어, 차세대 전자소자, 바이오센서, 에너지 소자, 화장품, 약물전달 시스템 등 폭넓은 분야에 적용되고 있습니다. 특히, 유·무기 하이브리드 소재를 기반으로 한 신축성 전자소자, 기능성 센서, 스트레처블 디스플레이, 바이오메디컬 센서 등은 기존 소재의 한계를 극복하며 새로운 패러다임을 제시하고 있습니다. 연구실은 소재의 합성뿐만 아니라, 미세입자 어셈블리, 패터닝, 프린팅, 나노임프린트, 광리소그래피 등 다양한 공정기술을 활용하여 나노구조체의 집적 및 대면적화, 고해상도 패터닝을 실현하고 있습니다. 이를 통해 소재의 구조적·기능적 특성을 극대화하고, 실제 디바이스로의 응용 가능성을 높이고 있습니다.
고감도 바이오·생체신호 센서 및 웨어러블 헬스케어 플랫폼
본 연구실은 인체의 다양한 생체신호(심전도, 근전도, 호흡, 맥박 등)를 실시간으로 감지하고 분석할 수 있는 고감도 바이오센서 및 웨어러블 헬스케어 플랫폼 개발에 주력하고 있습니다. 신축성, 투명성, 생체적합성을 갖춘 센서 소재와 구조 설계를 통해 피부에 밀착되는 센서, 이식형 센서, 무선 패치 등 다양한 형태의 바이오센서를 구현하고 있습니다. 특히, 하이드로젤, 전도성 고분자, 나노입자 등 다양한 소재를 활용하여, 장시간 착용에도 피부 자극이 적고, 땀이나 움직임에도 신호의 정확성을 유지할 수 있는 센서를 개발합니다. 또한, 다중 신호(압력, 온도, 전기신호 등)를 동시에 측정할 수 있는 멀티모달 센서, 자가발전형(트리보일렉트릭 등) 센서, 무선 통신 기능을 갖춘 스마트 패치 등 차별화된 기술을 선보이고 있습니다. 이러한 연구는 만성질환 모니터링, 재활, 스포츠, 원격의료, 감염병 예방 등 다양한 헬스케어 분야에 응용되고 있습니다. 실제로 본 연구실의 기술은 세계적 학술지에 다수의 논문으로 발표되고, 국내외 특허 및 상용화 프로젝트로 이어지며, 미래형 스마트 헬스케어 산업의 핵심 기반을 마련하고 있습니다.
1
Position-registered Microparticle assembly
ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8, 28149-28158, 1970
2
Adv. Mater., 2018, 30, 1801408
Adv. Mater., 2018
3
ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10, 40141-40148
ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018
1
단순 구조의 광대역 연신성 고해상도 촉각 센서 제조 기술개발
과학기술정보통신부
2024년 07월 ~ 2025년 06월
2
로봇손 일체형 피부 및 관절모사 다감각 촉각센서 기술 개발
산업통상자원부
2024년 07월 ~ 2025년 03월
3
3차원 구조에 맞춰 형태 변형이 가능한 복합 기능 인공 피부의 개발
과학기술정보통신부
2024년 05월 ~ 2025년 04월