본 연구실은 복잡한 구조적 변형이 가능한 메타구조 및 형상 변환 재료의 설계와 구현에 주력하고 있습니다. 특히 오리가미, 키리가미, 프랙탈 컷 등 기하학적 설계 기법을 활용하여 2차원 평면 재료를 3차원 복합 구조로 변환하는 연구를 진행하고 있습니다. 이러한 접근법은 기존의 재료가 가지는 물리적 한계를 극복하고, 신축성, 통기성, 내구성 등 다양한 기능을 동시에 구현할 수 있도록 합니다. 컴퓨터 기반의 알고리즘 설계를 통해 구조체의 변형 경로와 특성을 정밀하게 제어할 수 있으며, 이를 실제 소재 및 디바이스에 적용하여 웨어러블 전자기기, 전자 스킨, 스마트 센서 등 다양한 응용 분야로 확장하고 있습니다. 예를 들어, 카고메 구조, 음의 푸아송비를 갖는 옥세틱 엘라스토머, 다중 계층 구조체 등은 기존의 재료 설계에서 볼 수 없었던 독특한 기계적 특성과 변형 메커니즘을 제공합니다. 이러한 연구는 단순히 새로운 구조체를 만드는 데 그치지 않고, 실제 산업 현장에서 요구되는 내구성, 신뢰성, 대면적 제조 가능성까지 고려하여 실용적인 솔루션을 제시합니다. 궁극적으로는 차세대 스마트 소재 및 구조체 개발을 통해 미래의 융합형 전자기기, 로봇, 의료기기 등 다양한 분야에 혁신적인 변화를 이끌고자 합니다.

본 연구실은 나노 및 마이크로 스케일에서의 재료 구조 제어와 특성 분석을 통해 첨단 기능성 재료를 개발하고 있습니다. 금속, 세라믹, 복합재 등 다양한 소재를 대상으로, 전자빔, 레이저, 화학적 식각, 3D 프린팅 등 첨단 가공 기술을 적용하여 미세구조를 정밀하게 제어합니다. 이를 통해 기계적 강도, 신축성, 전기적 특성, 내열성 등 다양한 물성의 극대화를 추구합니다. 특히, 구리, 니켈, 금, 실리콘 등 금속 나노와이어 및 박막의 기계적·전기적 거동, 전자빔 조사에 따른 실리카의 소성 변형, 나노구조 기반 에너지 저장소자(슈퍼커패시터, 리튬이차전지) 개발, 금속 3D 프린팅 공정 최적화 등 다양한 주제를 다루고 있습니다. 또한, 미세구조 분석을 위한 TEM, SEM, XRD 등 첨단 분석 장비를 활용하여 재료의 구조-물성 상관관계를 심층적으로 규명합니다. 이러한 연구는 차세대 전자소자, 에너지 저장장치, 유연 전자기기, 바이오센서 등 다양한 응용 분야에서 요구되는 고성능·고신뢰성 소재 개발에 직접적으로 기여하고 있습니다. 나아가, 소재의 미세구조 설계와 공정 최적화를 통해 산업적 대량생산 및 상용화 가능성을 높이고, 미래 재료공학의 패러다임 전환을 선도하고 있습니다.

연구실은 유연하고 신축성이 뛰어난 전자소자 및 에너지 저장장치 개발에도 집중하고 있습니다. 기존의 경직된 전자소자와 달리, 신축성과 내구성을 갖춘 소재와 구조 설계를 통해 웨어러블 디바이스, 전자 피부, 플렉서블 배터리, 신축성 센서 등 다양한 차세대 전자기기 구현을 목표로 합니다. 특히, 카본 나노시트, CNT, 그래핀, 금속 나노와이어 등 나노소재를 활용한 전극 및 집전체 설계, 대면적·고신뢰성 플렉서블 배터리, 신축성 슈퍼커패시터, 무선 충전 및 에너지 하베스팅 기술 등 다양한 연구를 수행하고 있습니다. 또한, 금속 박막의 피로 신뢰성 향상, 나노홀 구조 전극, 잉크젯 프린팅 기반 유연 전극 등 혁신적인 공정 기술도 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 실제 피부에 부착 가능한 장기 모니터링 센서, 스마트 헬스케어, 차세대 웨어러블 전자기기 등 실생활에 밀접한 응용 분야로 확장되고 있습니다. 더불어, 소재-구조-공정의 융합적 접근을 통해 전자소자의 성능과 신뢰성을 극대화하고, 미래형 스마트 디바이스의 상용화에 기여하고 있습니다.