최원열 연구실
신소재·생명화학공학부(신소재금속공학 전공) 최원열
최원열 연구실은 신소재·생명화학공학 분야에서 나노구조체 합성, 표면처리, 기능성 소재 개발 등 첨단 소재공학 연구를 선도하고 있습니다. 본 연구실은 TiO2(이산화티타늄) 나노튜브, 나노섬유, 나노입자 등 다양한 나노구조체의 합성 및 응용에 대한 깊이 있는 연구를 수행하고 있습니다. 전기방사, 양극산화, 에어로졸 증착 등 다양한 공정기술을 활용하여, 에너지, 환경, 바이오 등 다양한 분야에 적용 가능한 고기능성 소재를 개발하고 있습니다.
특히, 본 연구실은 광촉매 및 수소생산 전극 개발에 주력하고 있습니다. 해수 전해를 통한 그린수소 생산, 오염물질 분해, 유기물 제거 등 환경 및 에너지 문제 해결을 위한 첨단 소재 및 시스템 개발에 앞장서고 있습니다. 전이금속 도핑, 플라즈마 표면처리 등 다양한 표면개질 기술을 접목하여, 전극의 촉매 활성과 내식성, 전기화학적 특성을 동시에 향상시키는 연구가 활발히 이루어지고 있습니다.
또한, 기능성 나노소재를 기반으로 한 바이오 및 의료 응용 연구도 활발히 진행되고 있습니다. TiO2 나노튜브 및 나노섬유를 활용한 치과용 임플란트, 약물전달 시스템, 바이오센서 등 다양한 의료기기 개발에 성공하였으며, 생체적합성 및 골융합 특성 향상, 약물 방출 제어 등 의료용 소재의 성능을 극대화하는 연구가 진행되고 있습니다. 실제 동물실험 및 임상평가를 통해 그 효과를 검증하고, 상용화 가능성도 높이고 있습니다.
연구실은 다수의 특허, 논문, 산학협력 프로젝트를 통해 연구성과를 국내외에 널리 알리고 있습니다. 또한, 산학연 협력을 통해 기술의 상용화와 사회적 파급효과 확대에도 힘쓰고 있습니다. 이러한 연구는 친환경 에너지 생산, 수처리, 환경정화, 의료기기 등 미래 사회의 지속가능성에 직접적으로 기여할 수 있는 핵심 원천기술로 평가받고 있습니다.
최원열 연구실은 앞으로도 나노소재 기반의 혁신적인 소재 및 소자 개발을 통해, 에너지, 환경, 바이오·의료 등 다양한 산업 분야에서 새로운 가치를 창출하고, 지속가능한 미래 사회 구현에 앞장설 것입니다.
TiO2 나노구조체의 합성과 응용
TiO2(이산화티타늄) 나노구조체의 합성은 본 연구실의 핵심 연구 분야 중 하나입니다. 다양한 전기방사, 양극산화, 에어로졸 증착 등 첨단 공정기술을 활용하여 나노튜브, 나노섬유, 나노입자 등 다양한 형태의 TiO2 구조체를 제작하고 있습니다. 이러한 나노구조체는 높은 표면적과 우수한 물리·화학적 특성으로 인해 다양한 응용 분야에서 각광받고 있습니다.
특히, TiO2 나노튜브 어레이 및 나노섬유는 염료감응형 태양전지, 광촉매, 바이오센서, 가스센서 등 다양한 첨단 소자에 적용되고 있습니다. 연구실에서는 공정 변수 제어를 통해 미세구조와 결정방위를 조절함으로써, 광반응성, 전기적 특성, 생체적합성 등 응용 목적에 최적화된 소재 개발에 주력하고 있습니다. 최근에는 전이금속 도핑, 복합화, 표면개질 등 다양한 소재공학적 접근을 통해 기능성 향상에 집중하고 있습니다.
이러한 연구는 에너지, 환경, 바이오 등 다양한 산업 분야에서 혁신적인 솔루션을 제공할 수 있는 기반 기술로 평가받고 있습니다. 실제로 본 연구실의 연구 결과는 다수의 특허와 논문, 그리고 산학협력 프로젝트로 이어지고 있으며, 차세대 친환경 에너지 생산, 오염물질 제거, 의료용 임플란트 등 실질적 응용으로 확장되고 있습니다.
광촉매 및 수소생산을 위한 표면처리 및 전극 개발
본 연구실은 표면처리 기술을 기반으로 한 고효율 광촉매 및 수소생산 전극 개발에 집중하고 있습니다. TiO2 및 다양한 금속 산화물 나노구조체의 표면을 제어하여 광촉매 활성과 내구성을 극대화하는 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 해수 전해를 통한 그린수소 생산, 오염물질 분해, 유기물 제거 등 환경 및 에너지 문제 해결에 기여할 수 있는 첨단 소재 및 시스템 개발에 앞장서고 있습니다.
최근에는 전이금속 도핑, 전기방사 공정, 플라즈마 표면처리 등 다양한 표면개질 기술을 접목하여, 전극의 촉매 활성과 내식성, 전기화학적 특성을 동시에 향상시키는 연구를 진행 중입니다. 이러한 기술은 해수 전해 수소생산, 광분해 반응, 전기화학적 센서 등 다양한 응용 분야에서 높은 효율과 안정성을 보장할 수 있습니다. 또한, 실제 산업 현장에 적용 가능한 모듈형 수전해 장치, 고정밀 전극 등 실용화 연구도 활발히 이루어지고 있습니다.
이러한 표면처리 및 전극 개발 연구는 친환경 에너지 생산, 수처리, 환경정화 등 미래 사회의 지속가능성에 직접적으로 기여할 수 있는 핵심 원천기술로 평가받고 있습니다. 연구실은 산학연 협력을 통해 기술의 상용화와 사회적 파급효과 확대에도 힘쓰고 있습니다.
기능성 나노소재 기반 바이오·의료 응용
본 연구실은 기능성 나노소재를 활용한 바이오 및 의료 응용 연구에도 활발히 참여하고 있습니다. 특히, TiO2 나노튜브 및 나노섬유를 기반으로 한 치과용 임플란트, 약물전달 시스템, 바이오센서 등 다양한 의료기기 개발에 주력하고 있습니다. 나노구조체의 표면특성 제어를 통해 생체적합성, 골융합 특성, 약물 방출 제어 등 의료용 소재의 성능을 극대화하는 연구가 진행되고 있습니다.
다수의 특허와 논문에서 확인할 수 있듯이, 본 연구실은 약물이 탑재된 치과용 나노섬유 칩, 골재생 촉진 임플란트, 광간섭 바이오센서 등 혁신적인 의료기기 개발에 성공하였습니다. 또한, 전기방사, 양극산화 등 다양한 공정기술을 활용하여 맞춤형 의료용 소재를 설계하고, 실제 동물실험 및 임상평가를 통해 그 효과를 검증하고 있습니다.
이러한 연구는 고령화 사회 및 맞춤형 의료 시대에 부합하는 차세대 의료기기 개발에 중요한 역할을 하고 있습니다. 연구실은 의료 현장과의 협력을 통해 실질적인 임상 적용 및 상용화 가능성을 높이고 있으며, 미래 바이오·의료 산업의 발전에 기여하고 있습니다.
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Self-supported Electrocatalyst for Seawater Splitting
Jin Uk Jang, Enkhtuvshin Enkhbayar, Ashish Gaur, 최원열, Arpan Kumar Nayak, Kyeong-Han Na, HyukSu Han
ChemElectroChem, 2024
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Fabrication and Characterization of Electrospun Cu-Doped TiO2 Nanofibers and Enhancement of Photocatalytic Performance Depending on Cu Content and Electron Beam Irradiation
이소현, 한혁수, 최원열, 나경한, 윤한솔, 김재윤
POLYMERS, 2024
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High-Entropy Carbonates (Ni-Mn-Co-Zn-Cr-Fe) as a Promising Electrocatalyst for Alkalized Seawater Oxidation
Min Gi Kim, Ashish Gaur, Jin Uk Jang, 최원열, Kyeong-Han Na, HyukSu Han
INTERNATIONAL JOURNAL OF ENERGY RESEARCH, 2024
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무전극 해수 전해로부터 그린수소 생성효율 향상을 위한 TiO2 나노섬유의 전이금속에 따른 상 제어 및 흡광 스펙트럼 연구
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최적 결정방위 및 상 형성을 통한 Ti/TiO2 표면의 생친화성 향상 연구
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진공 챔버용 0.05mm 두께의 고 정밀 전극 몰리브덴 파이프 제작 기술 개발