본 연구실은 귀금속 기반 무기 나노복합체와 하이브리드 나노소재의 합성 및 대량 응용에 중점을 두고 있습니다. 특히, 다양한 형태와 조성을 갖는 비등방성 나노입자, 다공성 소재, 금속-유기 골격체(MOF), 그리고 금속 초분자 구조체의 설계와 합성 기술을 개발하고 있습니다. 이러한 나노소재는 표면적이 넓고, 다기능성을 지니며, 구조적·화학적 특성을 정밀하게 조절할 수 있다는 장점이 있습니다. 연구실에서는 나노입자의 형태 제어, 표면 개질, 금속 및 금속-유기 골격체의 하이브리드화 등 다양한 합성 전략을 통해 촉매, 센서, 에너지 변환 및 저장, 환경 정화, 바이오의료 등 다양한 분야에 적용 가능한 고기능성 나노소재를 개발하고 있습니다. 예를 들어, 라즈베리형 금 나노입자, 다중가지 금 나노입자, 금-팔라듐/백금/타이타니아/실리카 코어-쉘 구조체 등은 높은 촉매 활성과 안정성을 동시에 구현할 수 있습니다. 이러한 나노복합체는 수소 발생 및 산소 환원 반응, 광촉매, 전기화학적 센싱, 약물 전달, 항균 소재 등 다양한 응용 분야에서 뛰어난 성능을 보이고 있습니다. 연구실은 나노소재의 대량 합성 및 상용화 기술 개발에도 힘쓰고 있으며, 산업체와의 협력 및 특허 출원을 통해 실제 사회적·산업적 가치를 창출하고 있습니다.

연구실은 배위고분자(코디네이션 폴리머)와 초분자 조립체(메탈로수프라분자, 슈퍼브-분자 등)를 기반으로 한 에너지 및 촉매 소재 개발에 집중하고 있습니다. 금속-유기 골격체(MOF) 및 배위고분자 나노입자, 계층적 구조의 메탈로수프라분자 조립체 등은 높은 구조적 다양성과 기능적 특이성을 지니고 있어, 차세대 에너지 변환·저장, 환경 촉매, 선택적 흡착 및 분리, 바이오의료 등 다양한 분야에 적용될 수 있습니다. 특히, 2차원 및 3차원 계층적 구조의 배위고분자 및 메탈로수프라분자 조립체를 설계하여, 촉매 활성점의 노출 극대화, 전자/이온 전달 경로의 최적화, 다공성 및 표면적 증대 등 소재의 성능을 극대화하고 있습니다. 예를 들어, 단일 원자 촉매, 다중 금속 칼코게나이드, MOF 유래 다성분 무기 나노복합체 등은 수전해(물분해), 연료전지, 슈퍼커패시터, 이차전지 등 에너지 관련 시스템에서 탁월한 효율과 내구성을 보여주고 있습니다. 또한, 배위고분자 및 초분자 조립체의 합성 및 구조 제어를 통해, 기체 저장·분리, 센서, 약물 전달 등 다양한 기능성 응용을 실현하고 있습니다. 연구실은 이론적 설계, 합성, 구조 분석, 응용 평가까지 전주기적 연구를 수행하며, 국내외 유수의 학술지 논문 발표와 특허 출원을 통해 학문적·기술적 선도 연구를 이어가고 있습니다.

본 연구실은 에너지 변환 및 저장, 환경 정화, 바이오센싱 등 다양한 응용 분야를 위한 고성능 촉매 및 센서 소재 개발에 주력하고 있습니다. 특히, 수전해(물분해)용 전기화학 촉매, 연료전지용 산소환원/수소발생 촉매, 슈퍼커패시터 전극, 이차전지용 소재, 유해물질 검출용 센서 등 실질적 산업 및 환경 문제 해결에 기여할 수 있는 소재 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 연구실은 금속-유기 골격체, 다공성 무기/유기 하이브리드, 단일 원자 촉매, 다중 금속 산화물/칼코게나이드 등 다양한 소재를 설계·합성하여, 높은 촉매 활성, 선택성, 내구성, 감도, 신속한 반응성 등을 구현하고 있습니다. 예를 들어, 니켈-코발트-셀레나이드, 금-코발트 칼코게나이드, 니켈-철-셀레나이드 등은 수전해 및 연료전지에서 우수한 성능을 보이며, 금속 산화물/탄소 복합체, MOF 기반 센서 등은 유해 화학물질 및 바이오마커의 정밀 검출에 활용되고 있습니다. 이러한 연구는 실험실 수준을 넘어 3D 프린팅, 대량 합성, 실제 장치 적용 등 실용화 연구로도 확장되고 있습니다. 연구실은 정부 및 산업체 지원 과제를 통해 에너지·환경 분야의 미래 핵심 기술을 선도하고 있으며, 실제 산업 현장 및 사회적 요구에 부합하는 혁신적 소재 개발에 앞장서고 있습니다.