3D 다공성 구조 설계·제작 기반 전극/센서/광조절 시스템 연구

3D porous architecture design and fabrication for electrodes, sensors, and optical modulation systems

연구 내용

3D 다공성 구조를 설계·제작하여 전하 수송, 반응계면, 광산란을 제어하고 이를 전극 및 센서·스마트 윈도우에 적용하는 연구

3D 다공성 네트워크의 기하학적 설계는 전하 수송과 반응 영역 분포를 좌우하므로, 전극의 기공 크기·연결성·주기성을 구조 변수로 설정하고 제작 공정을 통해 정밀 구현합니다. 이 과정을 기반으로 Li-이온 및 Li–O2 전지에서 전하 이동과 triple-phase boundary 반응을 균질화하고, 압축에 의해 투명·불투명 상태가 전환되는 3D 포어 기반 광조절 구조도 구현합니다. 또한 proximity-field와 구조적 특성 기반 설계 원리를 축적하여 다양한 센서 성능을 향상시키는 방향으로 확장합니다.

관련 프로젝트

1건

연구 흐름

초기에는 proximity-field nanopatterning과 3D nanostructure의 구조 특성(기공 크기, 주기성, 연결성)을 성능 인자로 연결하는 연구를 수행합니다. 이후 밀도 기울기나 균질 TPB 등 반응·수송 경로의 분포를 제어하는 전극 아키텍처로 확장하고, 이를 리튬 기반 전지 반응 향상으로 연결합니다. 2023~2024년에는 3D 포어의 방향성과 압축 구동을 활용해 스마트 윈도우의 동적 광 투과 제어로 응용 범위를 넓혔으며, 최근에는 AI 기반 전극 최적화 관점으로 구조 설계를 고도화하는 연구를 진행합니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

3D 다공성 전극 아키텍처 설계
고속 충전 배터리 전극 최적화
Li–O2 반응계면 균질화 구조
기계-광 결합 스마트 윈도우
웨어러블 스트레인 센서 구조
초민감 화학·가스 센서 플랫폼
구조 기반 노이즈 감소 광산란 소자
표면적-수송 효율 동시 극대화
대면적 3D 나노구조 제작 공정
전극 내 반응 경로 시뮬레이션 기반 설계