이 연구실의 핵심 축은 원자힘현미경(AFM)과 주사형 탐침 현미경(SPM)을 활용한 고해상도 물성 계측 기술 개발이다. 특히 나노스케일 표면 형상, 기계적 특성, 계면 상호작용을 정밀하게 측정할 수 있는 계측 플랫폼을 구현함으로써 기존 광학 현미경으로는 확인하기 어려운 미세 구조와 동적 변화를 관찰하는 데 초점을 두고 있다. 연구실의 대표 키워드인 물성계측과 scanning probe microscopy는 이러한 연구 방향을 잘 보여주며, 단순한 관찰을 넘어 정량적 분석이 가능한 계측 시스템 확립에 중점을 둔다. 특히 등록 특허로 확인되는 고속 원자힘현미경 개발은 연구실의 기술적 차별성을 보여준다. 평면 방향과 수직 방향 변위를 독립적으로 제어하는 스캐너 구조를 통해 빠른 스캔 속도와 안정적인 측정을 동시에 확보하고, 광학계와 결합 가능한 구조를 설계함으로써 후속 하이브리드 이미징 응용으로 확장하고 있다. 이러한 접근은 정적인 표면 분석에서 나아가 시간에 따라 변화하는 생체 시료, 연성 재료, 기능성 박막 등의 실시간 거동을 추적하는 데 매우 유용하다. 이 연구 주제는 나노·바이오·재료 분야를 연결하는 기반 기술로서 의미가 크다. 고속 AFM 기반 계측 기술은 세포막 변화, 표면 결함, 분자 배열, 재료 변형 거동 등 다양한 현상을 정밀하게 파악하게 해주며, 차세대 계측 장비 국산화와 융합형 분석 플랫폼 개발에도 기여할 수 있다. 향후에는 실시간성, 정밀도, 다중 신호 동시 측정을 더욱 고도화하여 생체 분석과 첨단 소재 평가 모두에 활용 가능한 범용 물성 계측 기술로 발전할 가능성이 크다.

연구실은 공초점현미경과 고속 원자힘현미경을 결합한 실시간 하이브리드 이미징 시스템 개발을 주요 연구 주제로 수행하고 있다. 이 시스템은 공초점현미경이 제공하는 깊이 방향 영상 정보와 AFM이 제공하는 표면의 나노스케일 구조 정보를 통합하여, 단일 장비로는 얻기 어려운 다층적 생체 정보를 동시에 획득하는 것을 목표로 한다. 이를 통해 세포 수준에서 일어나는 복합적인 구조 변화와 기능적 반응을 더 정확하게 이해할 수 있다. 관련 프로젝트에서는 상처 치유 과정의 실시간 관찰과 기능성 물질 전달 효능 분석이 구체적 응용 목표로 제시되어 있다. 이는 세포 손상 후 복구 과정에서 나타나는 표면 변화, 세포 간 상호작용, 약물 또는 기능성 분자의 전달 경로와 반응을 동적으로 추적하는 연구로 이어진다. 초고속 공초점 이미징과 실시간 AFM 영상을 결합하면, 세포 내부·외부의 변화를 시간축에 따라 종합적으로 해석할 수 있어 생체 반응 메커니즘 규명에 강점을 가진다. 이 연구는 의생명과학과 정밀 계측의 융합이라는 점에서 높은 파급력을 가진다. 상처 치유 평가, 약물 전달 최적화, 바이오소재 성능 검증과 같은 응용 분야에서 정량적 근거를 제공할 수 있으며, 향후 조직공학, 재생의학, 바이오센서 개발로 확장될 가능성도 크다. 연구실은 계측 장비 개발 역량을 바탕으로 단순 영상 획득을 넘어, 생체 현상의 동역학을 정밀 분석하는 플랫폼 연구를 지속적으로 심화하고 있는 것으로 보인다.

연구실의 논문 이력에서는 리튬 이차전지 음극 재료와 고분자 나노섬유, 유연 기판 등 다양한 기능성 소재에 대한 분석 연구가 확인된다. 리튬 바나듐계 산화물과 같은 전극 소재의 합성 및 리튬 삽입 특성 연구는 에너지 저장 재료의 구조와 전기화학적 성능 간 상관관계를 밝히는 데 초점을 둔다. 또한 원소 치환, 결정 구조 조절, 상 변화 분석 등을 통해 소재 성능을 향상시키는 방향의 연구가 수행되었다. 고분자 나노섬유의 열전도도 연구에서는 전기방사 조건, 가교 처리, 분자 사슬 배열 변화가 열 수송 특성에 어떤 영향을 주는지를 실험적으로 검증하였다. 이는 미세구조 제어를 통해 고분자 재료의 열적 성능을 향상시키는 연구로, 재료 내부의 분자 배향과 결합 상태를 라만 분광, 적외선 분광 등과 연계해 해석하는 정밀 분석 접근을 보여준다. 또한 PET 필름의 레이저 스크라이빙을 통한 유연성 향상 연구는 광가공 기술과 재료 특성 제어를 결합한 응용 사례로 볼 수 있다. 이러한 연구들은 특정 소재 자체보다도 소재의 구조, 계면, 미세배열을 정밀 계측하고 특성과 연결하는 연구실의 공통 역량을 보여준다. 즉, 이 연구실은 계측 장비 개발뿐 아니라 그 장비를 활용하여 배터리 소재, 고분자, 박막, 광학 재료의 성능을 해석하는 응용 연구까지 수행하는 특징을 가진다. 향후에는 나노·에너지·유연전자 소재의 고기능화와 신뢰성 평가를 위한 융합 분석 연구로 확장될 수 있다.