Advanced Biohealth Materials Lab
화학공학/고분자공학부 김진웅
Advanced Biohealth Materials Lab(ABML)은 바이오헬스 소재의 혁신적 설계와 응용을 선도하는 연구실입니다. 본 연구실은 열적 스트레스나 요동에 의해 쉽게 변형되는 다양한 물리적 상태의 소재를 활용하여, 구조적·기계적 특성을 정밀하게 제어함으로써 복잡한 생체 시스템에서의 실질적 응용을 목표로 하고 있습니다. 이를 위해 미세구조 설계, 기능성 나노입자 도입, 표면 및 내부 구조의 맞춤화 등 첨단 소재 공학적 접근을 적용하고 있습니다.
연구실의 주요 연구 분야는 드롭 기반 마이크로플루이딕스, 바이오모방 접착 및 패키징, 양친매성 분자의 합성 및 조립, 나노바이오플루이드의 유변학, 바이오전기 센싱 등으로 구성되어 있습니다. 특히 마이크로플루이딕스 기술을 활용하여 다상 콜로이드, 고차원 구조체, 진단용 센서 등 다양한 스마트 소재를 개발하고 있으며, 이를 통해 피부과학, 조직공학, 진단 및 치료용 디바이스 등 다양한 바이오의료 분야에 혁신적인 솔루션을 제공하고 있습니다.
스마트 나노바이오플루이드 및 피부 전달 시스템 개발 또한 연구실의 핵심 연구 분야입니다. 나노스케일의 유체 시스템을 설계하여 피부 및 조직 내로의 효율적인 약물 전달과 생체 반응 조절을 실현하고 있으며, 표면 전하 조절, 유변학적 특성 분석, 다양한 소재 융합을 통해 맞춤형 전달 시스템을 구축하고 있습니다. 이로써 피부 재생, 항염증, 항산화 등 다양한 생체 기능 활성화에 기여하고 있습니다.
연구실은 이론적 설계부터 실제 임상 적용까지의 전 과정을 아우르는 융합 연구를 지향합니다. 다양한 국내외 산학협력, 다학제적 연구 네트워크, 그리고 우수한 연구 인프라를 바탕으로, 미래 바이오헬스케어 산업의 발전과 인류 건강 증진에 앞장서고 있습니다. 또한, 다수의 국제 저널 논문 발표, 특허 출원, 산학협력 프로젝트 수행 등 활발한 연구성과를 창출하고 있습니다.
앞으로도 ABML은 첨단 바이오소재, 스마트 소프트머터, 나노바이오플루이드 등 다양한 연구 분야에서 혁신적인 연구를 지속적으로 추진할 계획입니다. 이를 통해 차세대 바이오의료 및 헬스케어 산업의 핵심 기술 개발과 실질적 사회적 가치 창출에 기여할 것입니다.
Microfluidic Fabrication
Colloid Engineering
Smart Nanobiofluids
바이오헬스 소재의 공학적 설계 및 응용
본 연구실은 다양한 물리적 상태를 활용하여 새로운 유형의 바이오헬스 소재를 공학적으로 설계하고 개발하는 데 중점을 두고 있습니다. 특히 열적 스트레스나 열적 요동에 의해 쉽게 변형될 수 있는 소재의 구조적, 기계적 특성을 정밀하게 제어함으로써 복잡한 생체 시스템에서의 실질적 응용 가능성을 모색합니다. 이를 위해 소재의 미세구조 설계, 기능성 나노입자 도입, 그리고 다양한 물리화학적 조성의 조절 등 다각적인 접근법을 적용하고 있습니다.
연구실에서는 바이오헬스 소재의 기계적 강도, 유연성, 생체적합성 등 핵심 특성을 정량적으로 분석하고, 실제 생체 환경에서의 작동 메커니즘을 규명합니다. 예를 들어, 피부 장벽 강화, 조직 재생, 약물 전달 등 다양한 바이오의료 분야에서 요구되는 기능을 구현하기 위해 소재의 표면 및 내부 구조를 맞춤 설계합니다. 또한, 나노입자, 양친매성 분자, 고분자 네트워크 등 첨단 소재를 융합하여 새로운 기능성 바이오소재를 창출하고 있습니다.
이러한 연구는 차세대 바이오헬스케어, 피부과학, 조직공학, 진단 및 치료용 디바이스 개발 등 다양한 분야에 응용될 수 있습니다. 궁극적으로 본 연구실은 소재의 근본적 설계 원리부터 실제 임상 적용까지의 전 과정을 아우르는 융합 연구를 통해, 인류 건강 증진과 미래 바이오산업 발전에 기여하고자 합니다.
마이크로플루이딕스 기반 스마트 소프트머터 및 콜로이드 공학
연구실은 마이크로플루이딕스(미세유체공학) 기술을 활용하여 새로운 기능성 소프트머터와 콜로이드 소재를 개발하는 데 선도적인 역할을 하고 있습니다. 마이크로플루이딕스는 나노~마이크로리터 수준의 극소량 유체를 정밀하게 제어할 수 있는 첨단 기술로, 이를 통해 다상 콜로이드, 고차원 구조체, 진단용 센서 등 다양한 스마트 소재를 제작할 수 있습니다. 연구실에서는 유동 특성과 채널 구조를 조절하여 안정적인 유동에서 드롭 분리 현상까지 미세하게 제어함으로써, 복잡한 다상 시스템을 구현하고 있습니다.
이 과정에서 양친매성 입자, 나노와이어, 바이오고분자 등 다양한 소재를 혼합하여, 화학적·물리적·기계적 반응성을 갖는 하이브리드 소프트머터를 제작합니다. 또한, 미세유체 기반의 콜로이드 크리스탈, 다중 캡슐화 입자, 고성능 진단 디바이스 등 혁신적인 응용 연구도 활발히 진행 중입니다. 이러한 기술은 피부과학, 약물전달, 환경센서, 바이오진단 등 다양한 분야에서 실질적인 파급효과를 기대할 수 있습니다.
연구실의 마이크로플루이딕스 및 콜로이드 공학 연구는 소재의 미세구조 제어, 기능성 부여, 대량생산 가능성 등에서 큰 강점을 보입니다. 앞으로도 더욱 복잡하고 정교한 시스템을 구현하여, 미래 스마트 소재 및 바이오융합기술의 새로운 패러다임을 제시할 계획입니다.
스마트 나노바이오플루이드 및 피부 전달 시스템
스마트 나노바이오플루이드는 본 연구실의 핵심 연구 분야 중 하나로, 나노스케일의 유체 시스템을 설계하여 피부 및 조직 내로의 효율적인 약물 전달과 생체 반응 조절을 목표로 하고 있습니다. 연구실에서는 베시클, 나노에멀전, 결합형 나노입자, 나노캡슐 등 다양한 형태의 나노플루이드를 개발하고, 이들의 표면 특성과 상호작용을 정밀하게 제어합니다. 특히, 표면 전하 조절을 통해 피부 장벽을 효과적으로 통과할 수 있는 나노캐리어를 설계하여, 약물의 피부 침투 효율을 극대화하고 있습니다.
이러한 스마트 나노플루이드는 단순히 약물 전달에 그치지 않고, 피부 재생, 항염증, 항산화 등 다양한 생체 기능을 활성화하는 데에도 활용됩니다. 연구실은 나노입자의 상호작용, 유변학적 특성, 매트릭스와의 결합력 등을 체계적으로 분석하여, 피부 및 조직 내에서의 안정성과 기능성을 극대화합니다. 또한, 인공 엑소좀, 세라마이드 기반 나노입자, 식물 유래 나노베시클 등 다양한 소재를 활용한 맞춤형 전달 시스템을 개발하고 있습니다.
이 연구는 차세대 피부과학, 조직공학, 맞춤형 치료제 개발 등 다양한 바이오헬스 분야에 혁신적인 솔루션을 제공할 수 있습니다. 앞으로도 연구실은 스마트 나노바이오플루이드의 설계 원리와 응용 기술을 지속적으로 발전시켜, 미래 바이오의료 및 헬스케어 산업의 핵심 기술로 자리매김할 것입니다.
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Cell-Penetrating Peptide-Engineered, Attractive Solid Lipid Nanoparticles Enhance Endocytotic Internalization and Transdermal Penetration
ACS Applied Nano Materials, 2025.07
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Transition Metal Chalcogenide Nanowires-Integrated Extracellular Matrix Analogues for Modulating Redox Microenvironment in Tissue Regeneration
Chemical Engineering Journal, 2025.06
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Label-free and Real-time Monitoring of Photoaging with High Spatiotemporal Resolution Using a nIR Fluorescent Nanosensor Array
Youngwook Cho, Hwira Baek, Damee Koh, Changyu Tian, Minah Choi, Jung Woo, Junoh Kim, Seungchan Baek, Jin Woong Kim, Soo-Yeon Cho*
Science Advances, 1970
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관동대지진 이후 일본지역 조선인 유학생의 보수화와 학생운동계의 분열 –1924~1925년 재일본조선인유학생학우회의 내홍과 그 의미-
