김우철 연구실은 기계공학을 기반으로 열 및 물질 전달 현상, 열전소자 및 열전 발전 시스템, 그리고 첨단 에너지 소재 개발에 중점을 두고 있습니다. 본 연구실은 나노구조 제어, 결정립 코팅, 이종 나노구조 도입 등 혁신적인 소재공학적 접근을 통해 열전소자의 성능을 극대화하고, 저비용·고효율의 에너지 변환 기술을 실현하는 데 앞장서고 있습니다. 다양한 합금 및 복합소재, 2차원 소재, 나노입자 삽입 등 첨단 소재 설계와 합성법을 개발하여 기존 소재의 한계를 극복하고, 실제 산업 현장에 적용 가능한 대면적, 대량 생산 공정 개발에도 힘쓰고 있습니다. 특히, 웨어러블 디바이스 및 바이오 헬스케어 분야에서의 열전 발전 및 열 관리 기술 개발에 선도적인 역할을 하고 있습니다. 인체 체열을 이용한 에너지 하베스팅, 심부 체온 및 생체 신호의 비침습적·연속적 모니터링, 바이오 조직의 열물성 측정 등 다양한 응용 연구를 통해 미래형 헬스케어 시스템의 기반을 마련하고 있습니다. 웨어러블 열전소자는 배터리 교체 없이 지속적으로 동작하는 건강 모니터링 밴드, 약물 전달 시스템, 스마트 센서 등에 적용되고 있으며, 실제 임상 및 산업 현장 적용을 위한 신뢰성 평가와 실용화 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 연구실은 실험적 접근뿐만 아니라, 수치해석 및 이론적 모델링을 병행하여 열전소자의 열 및 전기적 특성을 정밀하게 분석하고 있습니다. 열전소자의 구조 최적화, 열 싱크 설계, 기계적 강도 및 내구성 향상, 신뢰성 평가 등 전주기적 연구를 수행하며, 특허 출원 및 기술이전 등 실용화에도 적극적으로 참여하고 있습니다. 이를 통해 에너지 효율화, 친환경 에너지 전환, 차세대 전자기기 및 센서의 자가발전 등 다양한 미래 산업에 기여하고 있습니다. 또한, 본 연구실은 방열 하우징, 열차폐 코팅, 초내열합금, 인공위성 및 군수용 전자장비의 열 관리 등 다양한 산업 분야와의 융합 연구도 활발히 진행하고 있습니다. 고온·극한 환경에서의 소재 및 시스템 신뢰성 평가, 수치해석 기반의 열 해석, 실용적 방열 구조 설계 등 실제 산업 현장에서 요구되는 기술 개발에도 앞장서고 있습니다. 이처럼 김우철 연구실은 기초과학적 탐구와 실용화 연구를 동시에 추구하며, 에너지·바이오·전자·우주·자동차 등 다양한 분야에서 혁신적인 연구 성과를 창출하고 있습니다. 다수의 국내외 특허, 논문, 산학협력 프로젝트, 수상 경력 등을 통해 국내외적으로 그 우수성을 인정받고 있으며, 미래 에너지 및 헬스케어 산업의 핵심 연구 거점으로 자리매김하고 있습니다.