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유승화 연구실
한국과학기술원 기계공학과
유승화 교수
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유승화 연구실

한국과학기술원 기계공학과 유승화 교수

유승화 연구실은 나노재료와 복합소재의 원자론적 거동 및 나노역학을 기반으로 그래핀·탄소 나노구조·신축성 기능재료의 구조-물성 관계를 해석하고, 동시에 머신러닝·베이지안 최적화·대규모 언어모델을 활용해 재료 설계, 구조 최적화, 제조 공정 자동화를 통합하는 융합 연구를 수행하며, 이를 유연전자소자, 소프트 액추에이터, 배터리, 모빌리티, 바이오 및 의료기기 분야에 응용하고 있다.

대표 연구 분야
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나노재료의 원자론 모델링과 나노역학 thumbnail
나노재료의 원자론 모델링과 나노역학
주요 논문
5
논문 전체보기
1
article
|
bronze
·
인용수 2
·
2025
Ultrahigh Specific Strength by Bayesian Optimization of Carbon Nanolattices (Adv. Mater. 14/2025)
Peter Serles, Jinwook Yeo, Michel J.R. Haché, Pedro Guerra Demingos, Jonathan Kong, Pascal Kiefer, Somayajulu Dhulipala, Boran Kumral, Katherine Min Jia, Shuo Yang, Tianjie Feng, Charles Q. Jia, Pulickel M. Ajayan, Carlos M. Portela, Martin Wegener, Jane Y. Howe, Chandra Veer Singh, Yu Zou, Seunghwa Ryu, Tobin Filleter
IF 26.8
Advanced Materials
Bayesian Optimization of Carbon Nanolattices Machine Learning designs new nanolattice geometries with the strength of carbon steel, but the density of Styrofoam, offering record strength-to-weight of lightweight materials. By implementing multi-objective Bayesian optimization in combination with two-photon polymerization and pyrolysis, these ultrahigh specific strength carbon nanolattices more than double the performance of benchmark materials. More details can be found in article number 2410651 by Peter Serles, Tobin Filleter, Seunghwa Ryu, and co-workers.
https://doi.org/10.1002/adma.202570108
Materials science
Bayesian optimization
Carbon fibers
Nanotechnology
Composite material
Artificial intelligence
Composite number
Computer science
2
article
|
hybrid
·
인용수 14
·
2025
Ultrahigh Specific Strength by Bayesian Optimization of Carbon Nanolattices
Peter Serles, Jinwook Yeo, Michel J.R. Haché, Pedro Guerra Demingos, Jonathan Kong, Pascal Kiefer, Somayajulu Dhulipala, Boran Kumral, Katherine Min Jia, Shuo Yang, Tianjie Feng, Charles Q. Jia, Pulickel M. Ajayan, Carlos M. Portela, Martin Wegener, Jane Y. Howe, Chandra Veer Singh, Yu Zou, Seunghwa Ryu, Tobin Filleter
IF 26.8
Advanced Materials
Nanoarchitected materials are at the frontier of metamaterial design and have set the benchmark for mechanical performance in several contemporary applications. However, traditional nanoarchitected designs with conventional topologies exhibit poor stress distributions and induce premature nodal failure. Here, using multi-objective Bayesian optimization and two-photon polymerization, optimized carbon nanolattices with an exceptional specific strength of 2.03 MPa m<sup>3</sup> kg<sup>-1</sup> at low densities <215 kg m<sup>-3</sup> are created. Generative design optimization provides experimental improvements in strength and Young's modulus by as much as 118% and 68%, respectively, at equivalent densities with entirely different lattice failure responses. Additionally, the reduction of nanolattice strut diameters to 300 nm produces a unique high-strength carbon with a pyrolysis-induced atomic gradient of 94% sp<sup>2</sup> aromatic carbon and low oxygen impurities. Using multi-focus multi-photon polymerization, a millimeter-scalable metamaterial consisting of 18.75 million lattice cells with nanometer dimensions is demonstrated. Combining Bayesian optimized designs and nanoarchitected pyrolyzed carbon, the optimal nanostructures exhibit the strength of carbon steel at the density of Styrofoam offering unparalleled capabilities in light-weighting, fuel reduction, and contemporary design applications.
https://doi.org/10.1002/adma.202410651
Materials science
Metamaterial
Carbon fibers
Bayesian optimization
Composite material
Ultimate tensile strength
Graphene
Nanotechnology
Optoelectronics
Computer science
3
article
|
인용수 364
·
2022
Universal assembly of liquid metal particles in polymers enables elastic printed circuit board
Wonbeom Lee, Hyunjun Kim, In-Ho Kang, Hongjun Park, Jiyoung Jung, Haeseung Lee, Hyunchang Park, Ji Su Park, Jong Min Yuk, Seunghwa Ryu, Jae‐Woong Jeong, Jiheong Kang
IF 45.8
Science
An elastic printed circuit board (E-PCB) is a conductive framework used for the facile assembly of system-level stretchable electronics. E-PCBs require elastic conductors that have high conductivity, high stretchability, tough adhesion to various components, and imperceptible resistance changes even under large strain. We present a liquid metal particle network (LMP<sub>Net</sub>) assembled by applying an acoustic field to a solid-state insulating liquid metal particle composite as the elastic conductor. The LMP<sub>Net</sub> conductor satisfies all the aforementioned requirements and enables the fabrication of a multilayered high-density E-PCB, in which numerous electronic components are intimately integrated to create highly stretchable skin electronics. Furthermore, we could generate the LMP<sub>Net</sub> in various polymer matrices, including hydrogels, self-healing elastomers, and photoresists, thus showing their potential for use in soft electronics.
https://doi.org/10.1126/science.abo6631
Conductor
Materials science
Printed circuit board
Electronics
Electrical conductor
Stretchable electronics
Fabrication
Elastomer
Composite material
Polymer
정부 과제
40
과제 전체보기
1
2025년 8월-2028년 8월
|191,725,000
첨단 제조산업 생산성 향상을 위한 특화형 거대언어모델 적용 기술 개발
본 연구과제의 최종 목표는 제조 산업의 생산성을 획기적으로 향상하기 위해 Advacned RAG 방식으로 학습된 도메인 특화 LLM을 개발하고, 이를 MCP 프레임워크로 통합하여, 최적화 및 데이터 분석을 코딩 없이 자연어 질의만으로 수행할 수 있는 환경을 구축하는 것이다. 기존 제조 현장에서 데이터 분석을 하거나 생성 모델을 기반으로 공정 파라미터 튜닝을...
첨단 제조 특화형 거대언어모델
AI 활용 제조산업 생산성 향상
코딩 없는 AI 활용
검색 기반 생성
모델 컨텍스트 프로토콜
2
2025년 6월-2029년 12월
|1,875,000,000
AI 기반 지능형 설계-제조 통합 연구단
본 연구는 설계?소재?제조?운영 전 주기를 자연어 명령으로 제어할 수 있는 LLM 기반 제조 자동화 시스템을 개발하고, 이를 산업 현장에서 실증·확산하는 것을 목표로 함. 본 시스템은 설계 조건 도출, 소재 추천, 공정 제어, 운영 판단 등 각 단계의 AI 모듈을 개발하고, 이를 LLM 기반 인터페이스로 연계하여 전주기 자율화를 실현함. 단순한 기술 개발을...
전주기 제조 자동화
대규모 언어 모델
자연어 기반 제어
AI 기반 설계-제조 연계
산학연 실행형 인재양성
3
2025년 3월-2025년 11월
|8,450,000
2D-3D 형태 가변형 디스플레이 응용을 위한 곡면 순응성 옥세틱 신축성 기판 개발
2D 평면형과 3D 돔 형태 가변 신축성 디스플레이 구현을 위한 기판소재 구조 설계 및 공정 개발
스트레처블 디스플레이
옥세틱
이중안정성
머신러닝
유리 섬유 강화
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
공개2023압광 입자, 압광 소재, 및 이들의 제조 방법1020230063294
취하2022데이터 기반 형상 배치 최적 설계 방법1020220190010
등록2022공정 최적화 방법 및 장치1020220139145
전체 특허

압광 입자, 압광 소재, 및 이들의 제조 방법

상태
공개
출원연도
2023
출원번호
1020230063294

데이터 기반 형상 배치 최적 설계 방법

상태
취하
출원연도
2022
출원번호
1020220190010

공정 최적화 방법 및 장치

상태
등록
출원연도
2022
출원번호
1020220139145