박성훈 연구실은 다양한 나노구조체(나노와이어, 나노튜브, 나노로드 등)를 활용한 고감도 가스 센서 개발에 중점을 두고 있습니다. 연구실에서는 산화아연(ZnO), 이산화주석(SnO2), 인듐옥사이드(In2O3), 니켈옥사이드(NiO) 등 다양한 금속 산화물 나노구조체를 합성하고, 이들 나노구조체의 표면에 귀금속(금, 팔라듐, 백금 등) 또는 산화물 나노입자를 장착하여 센서의 감도와 선택성을 극대화하는 연구를 진행하고 있습니다. 이러한 표면 개질 및 이종 결합 구조는 가스 분자의 흡착 및 반응 특성을 크게 향상시켜, 극미량(ppb~ppm 수준)의 가스도 정밀하게 검출할 수 있도록 합니다. 특히, 연구실은 다양한 가스(수소, 아세톤, 에탄올, 이산화질소, 일산화탄소 등)에 대한 선택적 감지 기술을 개발하고 있습니다. 이를 위해 나노구조체의 표면 특성, 이종 접합(p-n, n-n, Schottky 등), 촉매 효과, 표면 결함 제어 등 다양한 물리·화학적 요소를 정밀하게 조절합니다. 또한, 센서의 응답 속도와 회복 속도, 장기 안정성 등 실용화에 필요한 성능 지표도 체계적으로 분석하고 있습니다. 이러한 연구는 환경 모니터링, 산업 안전, 의료 진단(예: 호기 내 아세톤 검출을 통한 당뇨 진단) 등 다양한 분야에 적용될 수 있습니다. 연구실은 실험실 수준의 센서 개발을 넘어, 실제 모바일 플랫폼이나 IoT 기기에 적용 가능한 저전력, 소형화된 센서 모듈 개발에도 적극적으로 참여하고 있습니다.

박성훈 연구실은 자외선(UV) 및 가시광선 등 광에너지를 활용한 상온 구동 가스 센서 기술 개발에 선도적인 역할을 하고 있습니다. 전통적인 금속 산화물 기반 가스 센서는 고온(200~400℃)에서만 동작하는 한계가 있었으나, 연구실에서는 광활성화(특히 UV 조사)를 통해 상온에서도 높은 감도와 빠른 응답을 보이는 센서를 구현하고 있습니다. 이는 광조사에 의해 생성된 전자-정공 쌍이 표면 반응성을 극대화하여, 낮은 온도에서도 가스 분자의 흡착 및 탈착이 활발하게 일어나기 때문입니다. 연구실은 다양한 나노구조체(예: ZnO, In2O3, SnO2, WO3 등)에 귀금속 또는 산화물 나노입자를 장착하고, UV-LED 또는 가시광 LED를 이용한 광활성화 조건을 최적화합니다. 이를 통해 NO2, H2, 아세톤, 에탄올, 톨루엔 등 다양한 유해 가스를 상온에서 정밀하게 검출할 수 있는 기술을 확보하였습니다. 또한, 습도, 온도 등 환경 변화에 대한 내성, 센서의 선택성 및 신뢰성 향상에도 집중하고 있습니다. 이러한 광에너지 기반 상온 센서 기술은 저전력 구동이 가능하여 모바일 기기, 웨어러블 디바이스, IoT 환경 등 차세대 센서 플랫폼에 매우 적합합니다. 연구실은 실제 산업 현장 및 생활 환경에서 활용 가능한 실용적 센서 모듈 개발을 목표로, 다중 가스 동시 검출, 소형화, 집적화 기술까지 연구 범위를 확장하고 있습니다.