이 연구 주제는 저온·비열 대기압 플라즈마를 활용해 생체조직, 세포, 미생물과의 상호작용을 규명하고 이를 의생명 분야에 적용하는 데 초점을 둔다. 연구실의 다수 발표와 저서, 학술활동을 보면 플라즈마 바이오사이언스와 플라즈마 메디슨을 핵심 축으로 삼고 있으며, 특히 생체적합성이 높은 플라즈마 소스와 플라즈마 처리액을 이용한 새로운 치료 플랫폼 개발을 지속적으로 수행하고 있다. 이러한 접근은 기존 열 기반 처리의 한계를 줄이면서도 반응성이 높은 활성종을 정밀하게 전달할 수 있다는 점에서 큰 의의를 가진다. 세부적으로는 플라즈마에서 생성되는 활성산소종과 활성질소종(RONS), 자외선 광화학 반응, 전기장 효과 등이 세포 신호전달, 산화 스트레스, 염증 반응, 세포사멸 조절에 어떤 영향을 미치는지 분석한다. 특히 피부세포, 폐세포, 면역세포, 암세포 등 다양한 모델에서 플라즈마 자극에 따른 분자생물학적 변화를 추적하고, 플라즈마 활성수나 질산화수 기반 매질이 항균, 항바이러스, 조직반응 조절에 어떻게 작용하는지 연구한다. 이 과정에서 생물학, 화학, 물리학, 재료과학이 결합된 융합 연구가 이루어진다. 향후 이 연구는 감염 제어, 상처 치유, 피부미용, 항암 보조치료, 바이오소재 표면개질 등으로 확장될 가능성이 크다. 실제로 연구실의 최근 학술발표에는 코로나바이러스 대응, 피부세포 노화 역전, 위장관 감염 병원체 제거, 질산화수의 생물학적 응용 등이 포함되어 있어 기초기전 규명과 응용기술 개발이 동시에 진행되고 있음을 보여준다. 따라서 본 주제는 연구실 전체 정체성을 가장 잘 설명하는 대표 분야라 할 수 있다.

연구실은 플라즈마 기술과 나노소재를 결합해 차세대 항암 치료 전략을 제안하고 있다. 대표적으로 MnO2/Au 하이브리드 나노모터, 금 나노입자, 양자점, 나노에멀전 기반 전달체 등과 플라즈마를 접목하여 암세포의 대사 교란, 면역반응 유도, 세포사멸 촉진을 동시에 달성하려는 접근이 두드러진다. 이는 단일 약물이나 단일 물리자극만으로는 얻기 어려운 시너지 효과를 목표로 하는 정밀 나노의학 연구라고 볼 수 있다. 특히 암 기아치료, 면역조절, 산화 스트레스 유도, 해당과정 표적화와 같은 기전 연구가 활발하다. 프로젝트 정보에 나타난 스마트 MnO2/Au 나노모터 기반 이중요법은 저산소 종양 미세환경을 조절하면서 암세포 대사를 억제하는 전략을 보여주며, 과거 발표들에서는 2-deoxy-D-glucose와 플라즈마의 병용, 피부암·유방암·혈액암 모델에 대한 선택적 세포사멸, 면역세포 활성화 연구가 확인된다. 이러한 연구는 단순 독성 유발이 아니라 암세포 특이성, 치료 효율, 부작용 최소화를 동시에 고려한다는 점에서 의미가 크다. 이 주제의 발전 방향은 플라즈마 자극 반응형 나노입자, 약물전달 시스템, 면역항암 보조기술, 종양미세환경 제어 플랫폼으로 이어질 수 있다. 또한 플라즈마가 유도하는 분자 변화와 나노소재의 촉매·운반 기능을 결합하면 개인맞춤형 치료와 복합치료 설계가 가능해진다. 연구실의 학회 발표와 수상 실적을 고려하면, 이 분야는 기초 생물학적 메커니즘과 응용 치료 기술 모두에서 경쟁력을 가진 핵심 연구영역이다.

이 연구 주제는 플라즈마와 플라즈마 활성수를 활용해 병원성 세균, 곰팡이, 바이러스, 잔류 농약 등을 제어하고 이를 환경정화와 스마트 농업으로 확장하는 데 중점을 둔다. 연구실의 다수 국제발표에서는 수인성·공기전파성 병원체 불활성화, 코로나바이러스 유사체 제어, 커피 원두의 클로르피리포스 잔류 제거, 염료 분해 및 독성 평가 등이 반복적으로 등장한다. 이는 플라즈마 기술을 의학뿐 아니라 환경과 식품·농업 안전까지 넓게 적용하고 있음을 보여준다. 기술적으로는 DBD 플라즈마, 다전극 플라즈마 세척, 플라즈마 처리액, 질산화수, 활성산소·질소종 생성 제어 등이 핵심이다. 이러한 시스템은 화학약품 사용을 줄이면서도 미생물 사멸, 농약 저감, 수질 개선, 종자 발아 촉진, 작물 성장 증진 같은 효과를 제공할 수 있다. 또한 병원성 Colletotrichum, Aeromonas caviae 등 특정 병원체에 대한 불활성화 연구와 양식 환경 개선 연구는 농업·수산 분야에서의 실용 가능성을 높인다. 친환경성과 공정 단순성은 현장 적용 측면에서 매우 중요한 장점이다. 앞으로 이 분야는 지속가능 농업, 식품 위생, 환경 독성 저감, 공중보건 방역기술로 발전할 가능성이 크다. 플라즈마 기반 녹색 나노화학과 결합하면 살균·정화뿐 아니라 기능성 나노소재 합성까지 이어질 수 있으며, 농업 현장에서는 종자 처리, 병해 방제, 저장 농산물 품질 유지 등으로 확장될 수 있다. 즉 본 연구영역은 연구실의 바이오·환경 융합 역량을 잘 보여주는 응용 중심 분야이다.