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.

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 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.