이 연구 주제는 갈륨계 액체금속과 고분자 탄성체를 결합하여 매우 부드럽고 늘어날 수 있으면서도 높은 전기전도성을 유지하는 차세대 전자소재를 개발하는 데 초점을 둔다. 기존의 금속 배선이나 강성 필러 기반 복합재는 전도성은 우수하지만 반복 변형에서 균열과 성능 저하가 쉽게 발생한다. 연구실은 이러한 한계를 극복하기 위해 액체 상태의 금속이 갖는 유동성, 자가재배열성, 계면적응성을 적극 활용하여 웨어러블 전자소자, 피부부착형 센서, 신축성 회로, 전기접착 소자 등에 적합한 플랫폼을 설계한다. 구체적으로는 액체금속 입자와 자성입자, 탄성 고분자, 하이드로겔, 미세섬유 구조를 복합화하여 비등방성 전도성, 자성 응답성, 가변 강성, 자가치유성, 표면 패터닝 가능성을 동시에 확보하는 방향으로 연구가 전개된다. 액체금속 미세패턴 형성, 전도성 트레이스 직접 작성, 코어-셸 입자 제조, 미세 와이어 및 섬유 구조 설계, 전기적·기계적 특성의 동시 최적화가 핵심 방법론이다. 이를 통해 초신축성 커패시티브 센서, 폴리머 히터, e-타투형 바이오신호 모니터링 소자, 형태기억 및 주름 제어형 소프트 액추에이터와 같은 응용이 가능하다. 이 분야의 기대효과는 단순히 잘 늘어나는 전극을 만드는 수준을 넘어, 인간-기계 인터페이스와 소프트 로보틱스에 적합한 기능성 재료 시스템을 구축하는 데 있다. 특히 반복 변형, 땀이나 수분 노출, 표면 손상 등 실제 사용환경에서도 성능을 유지하는 신뢰성 높은 소재 개발이 중요하다. 연구실의 특허와 학술발표를 보면 액체금속 복합체 제조, 전도성 패턴 형성, 자성유체 와이어 설계 등 공정 기술까지 함께 축적하고 있어, 향후 유연전자, 헬스케어 디바이스, 차세대 인터페이스 소재로의 산업적 확장성이 매우 크다.

연구실의 또 다른 핵심 축은 전자기 간섭 차폐와 열 방출 문제를 동시에 해결할 수 있는 소프트 기능성 소재 개발이다. 고집적 전자기기와 웨어러블 시스템이 확산되면서, 얇고 변형 가능하면서도 높은 차폐 성능과 방열 특성을 갖는 소재의 수요가 빠르게 증가하고 있다. 특히 기존 금속 차폐재는 반사 중심 메커니즘으로 인해 2차 전자기 오염을 유발하고, 강성이 커서 유연기기 적용에 한계가 있었다. 연구실은 액체금속의 연성 및 전도성을 이용해 흡수 우세형 차폐 구조를 구현하는 점에서 차별성을 보인다. 대표적으로 액체금속 그리드 패턴과 탄성 박막을 조합하여 내부 다중반사를 유도하고, 높은 차폐 효율과 낮은 반사율을 동시에 달성하는 박막형 EMI 차폐소자를 설계한다. 또한 변형에 따른 그리드 간격 변화로 공진주파수를 조절하여 기계적 인가에 따라 차폐 특성이 가변되는 스트레인 튜너블 시스템을 구현한다. 최근 진행 중인 방열 소재 연구에서는 액체금속 브리지, 세라믹 나노필러, 소프트 열인터페이스 재료를 활용하여 전자소자의 열저항을 낮추면서도 취성이 없는 열전달 경로를 만드는 전략을 사용한다. 이러한 연구는 단순한 차폐재나 방열재를 넘어, 소프트 전자기기의 안정성과 수명을 좌우하는 핵심 기반기술로 이어진다. 향후 접히고 늘어나는 디스플레이, 전자피부, 모바일 헬스케어 기기, 고주파 통신모듈 등에서 소재-구조-공정이 통합된 맞춤형 솔루션이 필요해질 가능성이 높다. 연구실은 차폐 성능, 열전도도, 변형 안정성, 대면적 제조 가능성을 동시에 고려하는 방향으로 연구를 진행하고 있어, 차세대 기능성 박막 및 패키징 소재 분야에서 높은 파급력을 가진다.

연구실은 유연전자소재뿐 아니라 에너지 저장과 촉매 반응에 활용되는 기능성 나노복합재 개발에도 주력하고 있다. 최근 발표된 MXene 기반 Janus 양자점, 전이금속 산화물, 도너-억셉터 구조의 전도성 고분자 및 다공성 고분자 연구는 저장 용량, 반응성, 전하이동 특성을 동시에 향상시키기 위한 설계 전략을 보여준다. 이는 단일 기능 소재를 넘어, 에너지 저장과 화학 변환을 아우르는 다기능성 플랫폼을 지향한다는 점에서 연구실의 확장된 정체성을 잘 드러낸다. 세부적으로는 슈퍼커패시터 전극, 하이브리드 에너지 저장장치, 수소발생반응 전기촉매, 유기산화 촉매 등 다양한 응용을 목표로 나노구조를 정밀 제어한다. Ni-MXene 계 양자구속 구조, NiCo2O4 장식 액체금속 구조체, 금속 없는 공액 미세다공성 고분자 등은 표면 활성점 증가, 이온 확산 촉진, 전자전달 향상에 유리하다. 또한 액체금속 집전체와 신축성 에너지 소자 연구는 기계적 유연성과 전기화학 성능의 동시 확보를 목표로 하며, 착용형 에너지 저장장치와의 연결성을 높인다. 이 연구는 지속가능 에너지 기술과 친환경 화학공정의 핵심 소재를 제공한다는 점에서 중요하다. 고출력·고수명 저장장치, 저비용 비귀금속 촉매, 변형 가능한 에너지 시스템은 미래 모빌리티, 분산형 전원, 웨어러블 전자기기, 친환경 합성공정 등 다양한 산업 영역과 맞닿아 있다. 연구실은 고분자화학, 나노재료 합성, 표면/계면 제어, 전기화학 평가를 유기적으로 연결함으로써 고기능성 에너지 소재의 설계-제조-응용 전주기를 아우르는 연구를 수행하고 있다.