김성우 연구실
화학공학과
김성우
김성우 연구실은 고분자재료, 특히 고분자 나노복합재료 및 하이브리드 소재의 개발과 응용에 중점을 두고 있는 연구실입니다. 본 연구실은 다양한 고분자 매트릭스와 나노필러(그래핀, 나노클레이, 실리카 등)를 활용하여, 기존 고분자 소재의 한계를 극복하고 기계적, 열적, 광학적, 차단 특성이 대폭 향상된 첨단 소재를 개발하고 있습니다. 이를 위해 용액 캐스팅, 용융 혼합, 졸-겔 공정 등 다양한 제조 공정의 최적화와 소재의 미세구조 분석, 계면 특성 연구를 활발히 수행하고 있습니다.
특히, 식품포장재, 디스플레이, 전자소자, 의료용품 등 다양한 산업 분야에서 요구되는 고차단성, 내습성, 내마모성, 광학적 특성 등을 갖춘 고분자 나노복합재료 및 하이브리드 소재 개발에 집중하고 있습니다. 생분해성 고분자와 나노소재의 복합화를 통해 친환경적이면서도 고성능을 갖춘 신소재를 연구하며, 리싸이클러블 고차단성 폴리올레핀 소재, 온실가스 감축형 그린 포장재 등 지속가능한 미래를 위한 소재 혁신에도 앞장서고 있습니다.
연구실은 다양한 산학협력 프로젝트와 정부과제를 수행하며, 실제 산업 현장에 적용 가능한 소재 및 공정 기술의 개발과 상용화에 적극적으로 참여하고 있습니다. 또한, 국내외 학술대회 및 저명 학술지에 활발히 연구성과를 발표하며, 고분자재료 분야의 학문적·산업적 발전에 기여하고 있습니다.
연구실의 주요 연구 주제는 고분자 나노복합재료의 구조-물성-공정 상관관계 해석, 고차단성 및 친환경 고분자 소재의 개발, 하이브리드 나노코팅 및 기능성 필름 제조 등입니다. 이를 통해 맞춤형 소재 설계와 신기능성 소재 창출이 가능하며, 미래 첨단 소재 산업의 핵심 기술을 선도하고 있습니다.
앞으로도 김성우 연구실은 고분자재료 및 나노복합재료 분야에서의 지속적인 연구와 혁신을 통해, 친환경적이고 고기능성 소재 개발, 산업적 응용 확대, 그리고 사회적 가치 창출에 기여할 계획입니다.
고분자 나노복합재료의 개발 및 특성 연구
고분자 나노복합재료는 기존의 고분자 재료에 나노 크기의 무기물질이나 탄소계 나노소재(그래핀, 나노클레이 등)를 첨가하여 기계적, 열적, 광학적, 차단 특성을 획기적으로 향상시키는 첨단 소재입니다. 본 연구실에서는 다양한 고분자 매트릭스(예: 폴리우레탄, 폴리락타이드, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 등)와 나노필러의 상호작용, 분산성, 계면 특성에 대한 심층 연구를 수행하고 있습니다. 이를 통해 복합재료의 미세구조와 물성 간의 상관관계를 규명하고, 최적의 공정 조건을 도출하여 고성능 나노복합재료를 개발하고 있습니다.
특히, 그래핀, 나노클레이, 실리카 등 다양한 나노소재를 활용하여 고분자 복합재의 열적 안정성, 기계적 강도, 가스 차단성, 광학적 특성 등을 향상시키는 연구에 집중하고 있습니다. 예를 들어, 그래핀 나노시트를 도입한 EVOH, PLA, 폴리프로필렌카보네이트 기반 나노복합 필름의 제조 및 특성 평가를 통해 식품포장, 디스플레이, 전자소자 등 다양한 산업 분야에 적용 가능한 신소재를 개발하고 있습니다. 또한, 용액 캐스팅, 용융 혼합, 졸-겔 공정 등 다양한 제조 공정의 최적화 연구도 병행하고 있습니다.
이러한 연구는 고분자 나노복합재료의 상용화 및 산업적 응용을 위한 기반 기술 확보에 중점을 두고 있습니다. 나노복합재료의 구조-물성-공정의 상관관계 해석을 통해 맞춤형 소재 설계가 가능하며, 친환경적이고 지속가능한 소재 개발에도 기여하고 있습니다. 앞으로도 신기능성 고분자 나노복합재료의 연구를 지속적으로 확장하여, 차세대 첨단 소재 산업 발전에 이바지할 계획입니다.
고차단성 및 친환경 고분자 소재의 식품포장 및 산업 응용
식품포장재 및 산업용 필름 분야에서 요구되는 핵심 특성 중 하나는 산소, 수분, 기타 기체에 대한 우수한 차단성입니다. 본 연구실은 EVOH, PVA, PVDC 등 고차단성 고분자와 실리카, 그래핀, 나노클레이 등 무기 하이브리드 소재를 융합하여, 기존 소재 대비 뛰어난 가스 차단성과 기계적 내구성을 갖춘 신개념 포장재를 개발하고 있습니다. 이를 위해 졸-겔 공정, 하이브리드 코팅, 나노복합화 기술 등을 적극적으로 활용하고 있습니다.
특히, 생분해성 고분자(PLA, 생분해성 폴리우레탄 등)와 나노소재의 복합화를 통해 친환경적이면서도 고성능을 갖춘 포장재 개발에 주력하고 있습니다. 이러한 소재는 식품의 신선도 유지, 유통기한 연장, 환경오염 저감 등 다양한 사회적 요구에 부응할 수 있습니다. 또한, 리싸이클러블 고차단성 폴리올레핀 소재 개발, 온실가스 감축형 그린 포장재 연구 등 지속가능한 미래를 위한 소재 혁신에도 앞장서고 있습니다.
이와 더불어, 본 연구실은 실제 산업 현장에 적용 가능한 소재 및 공정 기술의 이전과 상용화에도 적극적으로 참여하고 있습니다. 다양한 산학협력 프로젝트와 정부과제를 통해, 개발된 고차단성 및 친환경 고분자 소재가 식품포장, 전자재료, 의료용품 등 다양한 분야에 실질적으로 활용될 수 있도록 연구를 확장하고 있습니다. 앞으로도 친환경성과 기능성을 동시에 만족하는 고분자 소재 개발을 통해, 지속가능한 산업 발전과 사회적 가치 창출에 기여할 것입니다.
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Enhancement of physical and optical performances of polycarbonate-based diffusers for direct-lit LED backlight unit by incorporation of nanoclay platelets
Kim, HJ (Kim, Hyo Jin), Kim, SW (Kim, Seong Woo)
JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE, 2016
2
Enhancement of thermal, mechanical, barrier properties of EVOH by incorporation of graphene nanosheets:effect of functionalization of graphene oxid
김성우, 최현묵
HIGH PERFORMANCE POLYMERS, 2015
3
Optimization of polymer solar cells performance by incorporated scattering of ZnO nanoparticles
김성우, 진성호, Kumarasamy Gunasekar, Nallan Chakravarthi, 조우섬, 이재욱, 차상호, Nicholas A. Kotov
SYNTHETIC METALS, 2015
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리싸이클러블 고차단성 폴리올레핀 UNI소재를 이용한 온실가스감축 그린 식품포장재 개발
2
리싸이클러블 고차단성 폴리올레핀 UNI소재를 이용한 온실가스감축 그린 식품포장재 개발 2차년도
