NANOANALYTICAL LABORATORY
응용화학과 양성익
나노분석연구실은 나노물질의 합성, 특성 분석, 환경 및 생명과학 응용에 이르기까지 폭넓은 연구를 수행하는 융합형 연구실입니다. 본 연구실은 금속 및 비금속 나노입자의 합성 기술을 바탕으로, 이들의 물리화학적 특성을 다양한 분광학적 기법을 통해 정밀하게 분석하고 있습니다. 이를 통해 새로운 기능성 나노소재를 개발하고, 이들의 구조적, 광학적, 전기화학적 특성을 심층적으로 규명하고 있습니다.
특히, 환경오염물질의 검출 및 분석 분야에서 두각을 나타내고 있습니다. 중금속, 미세플라스틱, 카본블랙, 유기오염물질 등 다양한 환경유해물질을 신속하고 정밀하게 검출할 수 있는 센서 및 분석 플랫폼을 개발하고 있으며, 라만 분광법, 표면증강라만분광법(SERS), 형광센서 등 첨단 분석기술을 적극적으로 활용하고 있습니다. 또한, 미세플라스틱 및 타이어 마모 입자 등 신종 오염물질의 독성 평가와 인체 및 생태계 영향 연구도 활발히 진행되고 있습니다.
광변색 화합물의 합성 및 특성 연구 역시 연구실의 주요 분야 중 하나입니다. 빛에 의해 구조와 색이 변화하는 유기분자의 광화학 반응 메커니즘, 금속 이온에 의한 광변색 반응의 제어, 고분자 및 나노입자와의 복합화 등 다양한 주제를 다루고 있습니다. 이러한 연구는 차세대 광메모리, 스마트 센서, 광전자 소자 등 첨단 응용기술 개발로 이어지고 있습니다.
연구실은 나노물질의 위해성 평가 및 환경·생명과학적 응용에도 많은 노력을 기울이고 있습니다. 나노입자 및 미세플라스틱의 독성 메커니즘, 세포 및 생체 내 상호작용, 환경 중 노출 평가 등 다학제적 연구를 통해 안전한 나노기술 활용과 지속가능한 환경 관리에 기여하고 있습니다.
이와 같은 다양한 연구를 바탕으로, 나노분석연구실은 나노과학, 환경분석, 분광학, 생명과학 등 여러 분야를 융합하여 새로운 과학적 지식과 실용적 기술을 창출하고 있습니다. 앞으로도 첨단 분석기술과 융합연구를 통해 사회적·산업적 가치를 실현하는 연구실로 발전해 나갈 것입니다.
Photonic Devices
Nanoparticle Toxicity
Protein-Nanoparticle Interactions
나노물질의 합성 및 분석
본 연구실은 다양한 금속 및 비금속 나노입자의 합성과 이들의 물리화학적 특성 분석에 중점을 두고 있습니다. 나노입자는 크기, 형태, 표면 특성에 따라 독특한 물리적 및 화학적 성질을 나타내며, 이러한 특성을 정밀하게 제어하고 분석하는 것이 연구의 핵심입니다. 특히, 금속 나노입자(은, 금, 구리 등)와 비금속 나노입자의 합성 방법론을 개발하고, 이들의 구조적·광학적 특성을 분광학적 기법(라만, 적외선, 자외선-가시광선 등)을 통해 체계적으로 규명합니다.
나노입자의 합성 과정에서는 용매, 반응 온도, 환원제 및 표면 안정제 등 다양한 변수의 영향을 체계적으로 연구하여, 원하는 크기와 형태의 나노입자를 효율적으로 제조할 수 있는 최적화된 조건을 도출합니다. 또한, 합성된 나노입자의 표면 개질 및 기능화 연구도 활발히 진행되고 있으며, 이를 통해 나노입자의 생체적합성, 촉매 활성, 센서 응용성 등을 극대화하고 있습니다.
이러한 나노입자들은 환경, 에너지, 바이오센서, 촉매 등 다양한 분야에 응용될 수 있습니다. 연구실에서는 나노입자의 합성과 분석을 통해 새로운 기능성 소재를 개발하고, 이들의 응용 가능성을 실험적으로 검증함으로써, 나노기술의 실질적 활용을 선도하고 있습니다.
환경오염물질 검출 및 분석
본 연구실은 중금속, 미세플라스틱, 카본블랙, 유기오염물질 등 다양한 환경오염물질의 검출 및 분석 기술 개발에 주력하고 있습니다. 특히, 라만 분광법 및 표면증강라만분광법(SERS)과 같은 첨단 분광학적 분석기법을 활용하여, 극미량의 오염물질도 신속하고 정밀하게 검출할 수 있는 시스템을 구축하고 있습니다. 이를 통해 환경 중에 존재하는 유해물질의 실시간 모니터링 및 위해성 평가를 가능하게 합니다.
중금속 이온(수은, 구리 등) 검출을 위한 형광 분자센서 및 나노입자 기반 센서의 개발도 활발히 이루어지고 있습니다. 이러한 센서들은 높은 선택성과 민감도를 바탕으로 수질, 토양, 대기 등 다양한 환경 매체에서 오염물질을 효과적으로 검출할 수 있습니다. 또한, 미세플라스틱 및 타이어 마모 입자 등 신종 오염물질의 분석을 위해, 입자 크기, 표면 특성, 산화 상태에 따른 독성 평가 및 인체·생태계 영향 연구도 병행하고 있습니다.
이러한 연구는 환경보건 및 공공안전 측면에서 매우 중요한 의미를 가지며, 실제 환경 현장에서 적용 가능한 분석 플랫폼 개발로 이어지고 있습니다. 연구실은 환경오염물질의 검출 및 분석 기술을 고도화하여, 지속가능한 환경 관리와 정책 수립에 기여하고 있습니다.
광변색 화합물 및 분광학적 특성 연구
광변색 화합물은 빛에 의해 구조와 색이 변화하는 특수한 유기화합물로, 본 연구실은 이들의 합성, 특성 분석 및 응용 연구를 선도하고 있습니다. 다이아릴에텐, 테라릴렌 등 다양한 광변색 분자의 구조적 변형과 전자적 특성을 심층적으로 탐구하며, 금속 이온에 의한 광변색 반응의 제어(게이팅) 메커니즘도 연구의 중요한 축을 이룹니다. 이러한 연구는 차세대 광메모리, 광센서, 스마트 윈도우 등 첨단 광전자 소자 개발에 핵심적인 역할을 합니다.
광변색 화합물의 광화학 반응 경로, 피로 저항성, 전기화학적 특성 등을 분광학적 기법과 이론 계산을 통해 정밀하게 분석합니다. 특히, 금속 이온과의 상호작용을 이용한 '분자 자물쇠-열쇠' 시스템, 즉 특정 이온 존재 하에서만 광변색 반응이 일어나는 제어 기술을 개발하여, 선택적 센서 및 스위칭 소자에 응용하고 있습니다. 또한, 고분자 매트릭스 내에서의 광변색 특성, 나노입자와의 복합화 연구도 활발히 진행되고 있습니다.
이러한 연구는 광변색 화합물의 실용화와 더불어, 분광학적 분석법의 한계를 극복하고 새로운 기능성 소재의 창출로 이어지고 있습니다. 연구실은 광변색 화합물의 기초과학적 이해와 더불어, 실제 산업적 응용을 위한 기술 개발에도 적극적으로 참여하고 있습니다.
1
Size- and Oxidative Potential-Dependent Toxicity of Environmentally Relevant Expanded Polystyrene Styrofoam Microplastics to Macrophages
Journal of Hazardous Materials, 2023.10
2
Gated photochromic reactivity of azadithiacrown-ether functionalized diarylethene
Dyes and Pigments, 2020
3
Overcoming Hardware Imperfections in Optical Neural Networks Through a Machine Learning-Driven Self-Correction Mechanism
Kim, M., Kim, B., Kim, Y., Handriani, L. S., Jang, S., Jeong, D. Y., Yang, S. I., Park, W. I.
IEEE Photonics Journal., 2024.04
1
[중견연구 유형1-1] 광변색 특성에 미치는 치환기 효과 규명(1/3)
2
승인대상 살생물제 분석 및 이화학적특성?인체?환경 유해성 시험방법 마련(1/1)
3
나노물질 건강영향 평가를 위한 나노물질의 물리적·화학적 평가 연구 1/1
