동적 결합 고분자는 기존의 고분자와 달리, 가역적인 결합을 통해 네트워크 구조를 자유롭게 재구성할 수 있는 특징을 가지고 있습니다. 본 연구실에서는 이러한 동적 결합 고분자를 기반으로 한 비트리머(vitrimer) 네트워크의 설계와 합성, 그리고 이의 물성 제어에 관한 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 동적 결합 고분자는 외부 자극(열, 빛 등)에 의해 결합이 끊어졌다가 다시 형성될 수 있어, 재활용성, 자가치유성, 가공성 등 다양한 기능을 부여할 수 있습니다. 특히, 본 연구실은 촉매가 필요 없는 트랜스에스테리피케이션 반응이나 아자-마이클 반응 등 다양한 동적 결합 메커니즘을 활용하여, 고기능성 비트리머 네트워크를 개발하고 있습니다. 이를 통해 고분자 네트워크의 기계적 강도와 가공성을 동시에 확보할 수 있으며, 열가소성과 열경화성의 장점을 융합한 새로운 소재를 창출하고 있습니다. 또한, 광반응성 촉매를 도입하여 공간적·시간적으로 네트워크 구조를 정밀하게 제어하는 연구도 진행 중입니다. 이러한 동적 결합 고분자 및 비트리머 네트워크는 전자소자, 에너지 저장장치, 고기능성 접착제 등 다양한 응용 분야에서 활용될 수 있습니다. 미래에는 재활용이 가능한 친환경 소재, 자가치유 기능을 갖춘 스마트 소재, 그리고 복잡한 구조의 3D 프린팅 소재 등으로의 확장이 기대되며, 본 연구실은 이와 관련된 원천기술 개발에 앞장서고 있습니다.

고분자 복합소재는 고분자 매트릭스에 다양한 무기 또는 유기 필러를 첨가하여, 기계적, 열적, 전기적 특성을 극대화하는 첨단 소재입니다. 본 연구실에서는 특히 열전도성 필러(예: 육방정질화붕소, 그래핀, 금속 등)를 고분자에 도입하여, 전자기기 및 배터리 등에서 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있는 방열 복합소재 개발에 집중하고 있습니다. 필러의 종류, 크기, 배향, 네트워크 형성 방식에 따라 복합소재의 열전도도와 기계적 특성이 크게 달라지므로, 이에 대한 체계적인 연구를 수행하고 있습니다. 최근에는 필러의 고함량 충진이 아닌, 필러 네트워크의 정렬 및 분리구조(세그리게이티드 네트워크) 형성을 통해, 적은 양의 필러로도 높은 열전도도를 구현하는 전략을 개발하고 있습니다. 또한, 열가소성 및 열경화성 고분자 매트릭스의 가공성, 재활용성, 친환경성까지 고려한 소재 설계가 이루어지고 있습니다. 방열 페이스트, 열전도성 접착제, 고기능성 코팅 등 다양한 형태의 응용 제품 개발도 병행되고 있습니다. 이러한 고분자 복합소재 연구는 전자기기의 소형화 및 고집적화, 친환경 에너지 시스템, 미래형 모빌리티 등 다양한 산업 분야에서 필수적인 기술로 자리매김하고 있습니다. 본 연구실은 실험적 접근뿐만 아니라, 데이터 기반의 머신러닝 최적화, 이론적 모델링 등 융합적 연구를 통해 복합소재의 성능 한계를 극복하고, 산업적 실용화에 기여하고 있습니다.

고분자 점접착제는 일상생활과 산업 현장에서 널리 사용되는 소재로, 본 연구실은 환경친화적이고 고성능의 점접착제 개발에 주력하고 있습니다. 기존의 점착제는 휘발성 유기용매나 유해 첨가제를 사용하여 환경 문제와 인체 유해성 이슈가 있었습니다. 이에 본 연구실은 비휘발성 공융액, 동적 결합 고분자, 생분해성 소재 등을 활용하여 친환경 점접착제 및 기능성 코팅 소재를 개발하고 있습니다. 특히, 스티렌계 블록공중합체 기반의 점착제에 비휘발성 공융액을 도입하여, 용매 증발 공정 없이도 우수한 점착력과 내구성을 확보하는 기술을 선보이고 있습니다. 또한, 동적 결합 네트워크를 활용한 재활용 가능 접착제, 자가치유 기능을 갖춘 접착제, 극한 환경에서도 안정적인 성능을 발휘하는 고기능성 코팅 소재 등 다양한 응용 분야로 연구를 확장하고 있습니다. 이러한 연구는 전자소자 보호필름, 방빙 코팅, 바이오의료용 접착제, 산업용 테이프 등 다양한 산업군에서 요구되는 맞춤형 기능성 소재 개발로 이어지고 있습니다. 본 연구실은 소재의 분자설계, 합성, 물성 평가, 실제 응용까지 전주기적 연구를 통해, 차세대 친환경 점접착제 및 기능성 코팅 분야를 선도하고 있습니다.