Polymer Engineering Lab
화학공학과 심상은
폴리머 엔지니어링 연구실(PEL)은 고분자 및 복합재료의 구조적·물리적 특성 제어와 기능성 소재 개발을 중심으로 첨단 화학공학 분야를 선도하고 있습니다. 본 연구실은 실리콘, 고무, 플라스틱 등 다양한 고분자 소재의 합성, 가공, 복합화 기술을 바탕으로, 전자, 자동차, 에너지, 환경 등 다양한 산업 분야에서 요구되는 고성능·고기능성 소재를 개발하고 있습니다.
특히, 기능성 실리콘 고분자 및 복합재료의 합성과 가공에 대한 연구를 통해, 내열성, 내화학성, 난연성, 전기·열전도성 등 다양한 특성을 지닌 신소재를 창출하고 있습니다. 하이드로실릴레이션, 음이온 중합 등 첨단 중합기술을 활용하여 산·알칼리 저항성, 고·저온 저항성, 난연성, 전기·열전도성 등 특수 기능을 부여한 실리콘 고분자 및 복합재료를 개발하며, 실리콘 폼, 실리콘 고무, 불소실리콘 등 다양한 형태의 실리콘 소재를 기반으로 한 복합재료의 구조적·기능적 최적화에 주력하고 있습니다.
또한, 고분자 기반 에너지·환경 기능성 소재 및 촉매 개발에도 심혈을 기울이고 있습니다. 전기·열전도성 고분자 복합재료, 전자파 차폐(EMI) 소재, 고단열 에어로겔, 수처리용 흡착제, 친환경 촉매 등 다양한 응용 분야를 아우르며, 탄소 나노소재, 금속 산화물, 그래핀, MOF 등 첨단 나노소재와 고분자 매트릭스의 융합을 통해 복합재료의 물리적·화학적 특성을 극대화하고 있습니다. 이를 통해 전자파 차폐 및 방열 복합재료, 고기공성 에어로겔, 수처리용 중금속·유기오염물 흡착제, 친환경 촉매 등 다양한 혁신 소재를 개발하고 있습니다.
연구실은 소재의 분자 구조 설계, 중합 및 가공 공정 최적화, 첨가제 및 충전제의 기능화, 그리고 실제 산업 적용을 위한 신뢰성 평가까지 전주기적 접근을 통해 연구를 수행합니다. 다양한 산학협력 및 정부과제, 특허 출원, 논문 발표, 국제 학술대회 참가 등을 통해 연구성과를 국내외에 널리 알리고 있으며, 실질적인 산업화와 상용화에도 적극적으로 기여하고 있습니다.
이러한 연구 활동을 통해 PEL은 미래형 전자소자, 친환경 자동차, 에너지 저장·변환 시스템, 환경 정화 등 다양한 첨단 산업 분야에서 요구되는 고성능·고기능성 소재의 상용화와 지속가능한 미래 사회 구현에 앞장서고 있습니다. 앞으로도 고분자 및 복합재료 분야의 혁신적인 연구와 인재 양성을 통해, 국내외 화학공학 및 소재산업 발전에 핵심적인 역할을 수행할 것입니다.
Water Purification
Gas Sensors
EMI Shielding
기능성 실리콘 고분자 및 복합재료의 합성 및 응용
본 연구실은 기능성 실리콘 고분자 및 복합재료의 합성과 가공에 대한 심도 있는 연구를 수행하고 있습니다. 실리콘 고분자는 우수한 내열성, 내화학성, 유연성 등 다양한 특성을 지니고 있어 전자, 자동차, 항공우주, 에너지 등 첨단 산업 분야에서 필수적인 소재로 각광받고 있습니다. 연구실에서는 하이드로실릴레이션(hydrosilylation), 음이온 중합(anionic polymerization) 등 다양한 중합 및 가공 기술을 활용하여 산·알칼리 저항성, 고·저온 저항성, 난연성, 전기·열전도성 등 특수 기능을 부여한 실리콘 고분자 및 복합재료를 개발하고 있습니다.
특히, 실리콘 폼, 실리콘 고무, 불소실리콘 등 다양한 형태의 실리콘 소재를 기반으로 한 복합재료의 구조적·기능적 최적화에 주력하고 있습니다. 예를 들어, 난연성과 내열성이 뛰어난 실리콘 폼은 철도 차량 좌석, 히팅 재킷, 연료전지 가스켓 등 고온·가혹 환경에서의 내구성과 안전성을 요구하는 분야에 적용되고 있습니다. 또한, 실리콘 고무의 가교 및 가공 공정 제어를 통해 기계적 강도, 내화학성, 내열성 등 다양한 물성을 극대화하고, 산업 현장에 바로 적용 가능한 실용적 소재 개발에 집중하고 있습니다.
이러한 연구는 실리콘 고분자 복합재료의 분자 구조 설계, 중합 및 가공 공정 최적화, 첨가제 및 충전제의 기능화, 그리고 실제 산업 적용을 위한 신뢰성 평가까지 전주기적 접근을 통해 이루어집니다. 이를 통해 미래형 전자소자, 친환경 자동차, 에너지 저장·변환 시스템 등 다양한 첨단 산업 분야에서 요구되는 고성능·고기능성 소재의 상용화에 기여하고 있습니다.
고분자 기반 에너지·환경 기능성 소재 및 촉매 개발
연구실은 고분자 복합재료의 한계를 극복하고, 에너지 및 환경 문제 해결을 위한 기능성 소재 및 촉매 개발에도 주력하고 있습니다. 대표적으로, 전기·열전도성 고분자 복합재료, 전자파 차폐(EMI) 소재, 고단열 에어로겔, 수처리용 흡착제, 친환경 촉매 등 다양한 응용 분야를 아우르는 연구를 진행하고 있습니다. 탄소 나노소재, 금속 산화물, 그래핀, MOF 등 첨단 나노소재와 고분자 매트릭스의 융합을 통해 복합재료의 물리적·화학적 특성을 극대화하고, 실질적인 산업적 요구에 부합하는 신소재를 창출하고 있습니다.
특히, 전자파 차폐 및 방열 복합재료는 IoT, 자동차 센서, 전자기기 등에서 발생하는 전자파 간섭 문제를 해결하고, 기기의 신뢰성과 수명을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다. 연구실에서는 탄소계 충전제, 금속 산화물, 자성체 등 다양한 필러의 표면 개질 및 분산 기술을 개발하여, 고분자 복합재료의 전자파 차폐 성능과 열전도성을 동시에 향상시키는 융합 소재를 구현하고 있습니다. 또한, 고기공성 에어로겔 및 다공성 고분자 소재를 활용한 고효율 단열재, 수처리용 중금속·유기오염물 흡착제, 친환경 촉매 등도 활발히 연구되고 있습니다.
이러한 연구는 소재의 합성·구조 제어, 복합화 및 가공, 물성 평가, 실제 환경 및 에너지 시스템 적용까지 포괄적으로 이루어집니다. 이를 통해 차세대 에너지 저장장치(예: Zn-air 배터리, 연료전지), 환경 정화(수처리, 대기정화), 친환경 촉매 반응 등 다양한 분야에서 혁신적인 솔루션을 제공하며, 지속가능한 미래 사회 구현에 기여하고 있습니다.
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Synergistic enhancement of Zn-air battery performance via integration of Ni-doped cobalt sulfide nanoparticles within N, S-doped carbon matrix
김혜진, 민경석, 권경민, 심상은, 백성현
JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE, 202412
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Elucidation of Ce/Zr ratio effects on the physical properties and catalytic performance of CuOx/CeyZr1-yO2 catalysts
Mohammed Sifat, 김병석, Michal Luchowski, Amol Pophali, Wenhui Jiang, Yunfan Lu, Gihan Kwon, 윤광석, 김지훈, 안광진, 심상은, 송호철, Taejin Kim
CATALYSIS SCIENCE & TECHNOLOGY, 202410
3
Innovative Air Cathode with Ni-Doped Cobalt Sulfide in Highly Ordered Macroporous Carbon Matrix for Rechargeable Zn-Air Battery
손유진, 민경석, 정성균, 이보영, 심상은, 백성현
ADVANCED SCIENCE, 202410
2
전이금속 산화물의 분산 안전성 및 공정 최적화 기술 자문
3
고압 수소 씰 개발을 위한 실리콘고무의 페닐 함량에 따른 물성 연구