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심기동 연구실
한국과학기술원 기계공학과
심기동 교수
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심기동 연구실

한국과학기술원 기계공학과 심기동 교수

본 연구실은 금속 박막과 미세 구조재료의 기계적 거동, 미시파괴, 크기 효과를 정밀 실험과 전산해석으로 규명하고, 이를 바탕으로 적층제조 합금, 내열·경량 구조재료, 수소 및 연료전지용 기능성 소재, 형상기억합금 박막 등 차세대 소재의 신뢰성과 성능을 향상시키는 재료역학 중심의 융합 연구를 수행한다.

대표 연구 분야
연구 영역 전체보기
미시파괴 및 재료거동 thumbnail
미시파괴 및 재료거동
연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

25총합

5개년 연도별 피인용 수

230총합
주요 논문
3
논문 전체보기
1
article
|
hybrid
·
인용수 4
·
2025
Sub‐1000 °C Sintering of Protonic Ceramic Electrochemical Cells via Microwave‐Driven Vapor Phase Diffusion
Dongyeon Kim, Yejin Kang, Hyeong-Geun Kim, Seeun Oh, Seungsoo Jang, Min‐Cheol Lee, Zhuo Feng Lee, Gi‐Dong Sim, Kang Taek Lee
Advanced Materials
Protonic ceramic electrochemical cells (PCECs) hold significant promise for efficient power generation and sustainable hydrogen production. However, their widespread adoption is hindered by the extreme sintering conditions required for electrolyte densification, often causing performance degradation due to Ba evaporation. Herein, microwave-driven vapor-phase diffusion sintering (MV-sintering) is introduced as an innovative approach for fabricating fully dense, stoichiometric electrolytes at a significantly reduced sintering temperature of 980 °C. This method demonstrates broad applicability across proton-conducting oxide electrolytes. The MV-sintered PCEC (MV-PCEC) achieves exceptional power densities of ≈2 W cm<sup>-2</sup> (600 °C) in fuel cell mode, alongside a remarkably high current density of 3.65 A cm<sup>-2</sup> at 1.3 V (650 °C) in electrolysis mode. Digital twin analysis underscores the MV-PCEC's enhanced microstructural features, including finer phase morphology, increased active sites, and improved gas transport. These findings provide critical insights into advancing sintering strategies for high-performance PCECs while mitigating challenges associated with conventional high-temperature processing.
https://doi.org/10.1002/adma.202506905
Materials science
Sintering
Electrolyte
Ceramic
Oxide
Chemical engineering
Electrochemistry
Phase (matter)
Diffusion
Metallurgy
2
article
|
hybrid
·
인용수 8
·
2024
Strategic Approaches in Generation of Robust Microphysiological 3D Musculoskeletal Tissue System
Jae-Sang Kim, In U Kim, Zhuo Feng Lee, Gi‐Dong Sim, Jessie S. Jeon
IF 19 (2024)
Advanced Functional Materials
Abstract Skeletal muscle plays a vital role in maintaining the body's shape and regulating various physiological processes. Its function is influenced by a multitude of factors. Given the lack of uniformity in prior research regarding the size and placement of structural pillars within the chip, as well as the choice of cell‐laden hydrogel components with various densities of extracellular matrix, in different gelation times, and cell densities, a meticulous investigation is conducted to enhance the robustness of 3D in vitro musculoskeletal tissues. This study provides guidance on how to optimize the design parameters of skeletal muscle‐on‐a‐chip and hydrogel recipe by evaluating the impact of design elements and hydrogel fabrication conditions on tissue formation and musculoskeletal differentiation. This research reports the direct evidence of mechanical properties of hydrogels are critical in influencing cellular differentiation and tissue functionality through the process of mechanotransduction. The study highlights the importance of standardizing experimental conditions in 3D in vitro musculoskeletal research, and presents a validated framework as a foundation to aid in the development of functional musculoskeletal tissue for clinical and research applications, including disease modeling and regenerative therapies.
https://doi.org/10.1002/adfm.202410872
Materials science
Biochemical engineering
Nanotechnology
Systems engineering
Biomedical engineering
Process engineering
Business
Medicine
Engineering
3
article
|
인용수 33
·
2022
Three-dimensional skin-type triboelectric nanogenerator for detection of two-axis robotic-arm collision
Sungho Ji, Jaehee Shin, Jiyoung Yoon, Kwang-Hyeok Lim, Gi‐Dong Sim, Yong-Seok Lee, Duck Hwan Kim, Hanchul Cho, Jinhyoung Park
IF 17.6 (2022)
Nano Energy
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107225
Triboelectric effect
Nanogenerator
Materials science
Silicone rubber
Anode
Acrylonitrile butadiene styrene
Cathode
Composite material
Cylinder
Natural rubber
최신 정부 과제
22
과제 전체보기
1
2025년 8월-2026년 8월
|6,000,000
고(高) 피로수명 형상기억합금 박막 기반 탄성열량 고체냉각 시스템
● 연구의 최종 목표는 형상기억합금 박막의 높은 피로 수명 및 지속적인 탄성열량 냉각효과 달성이다.● 기존 기체 냉매 기반의 냉각시스템의 환경적, 공간적 한계점을 보완하기 위한 고체 냉각메커니즘이 대두되고 있으며 그 중 형상기억합금은 큰 탄성열량냉각효과를 가져 차세대 고체냉각에 사용될 수 있는 소재로 각광받고 있다. 본 연구에서는 기존에 연구된 거시적 규모...
탄성열량냉각효과
형상기억합금
피로수명
박막
MEMS공정
2
2025년 8월-2026년 8월
|6,000,000
알루미나 금속 다층 구조를 활용한 수소 투과 방지막의 개발
2050년 탄소중립(Net Zero) 달성을 위한 글로벌 에너지 전환의 흐름 속에서, 수소는 화석연료를 대체할 핵심 에너지원으로 빠르게 부상하고 있다. 그러나 수소는 고온·고압 환경에서 운용되는 인프라(배관, 저장 탱크, 연료전지 등)에 침투 및 취화 현상을 유발함으로써, 균열, 박리, 누출 및 폭발과 같은 치명적인 구조적 결함을 초래할 수 있으며, 이는 ...
수소 투과 방지막
수소 취화
적층
박막
코팅
3
2025년 2월-2030년 2월
|285,715,000
적층 제조 합금에 적용 가능한 수소 투과 배리어 코팅 개발 및 적용
수소 환경에서 적층 제조 합금의 기계적 물성 극대화를 위해 수소 투과 배리어 코팅을 개발하여 적층 제조 합금에 적용하고자 한다. 이를 위해서는 고파괴인성, 고피로수명과 같이 기계적 물성이 우수한 적층 제조 316L 스테인리스강 및 6061 알루미늄 합금 개발이 우선되어야 한다. 또한 기계적 물성과 수소 투과 배리어 (Hydrogen Permeation Ba...
적층 제조
금속
수소 투과 배리어 코팅
수소 취화
기계적 물성
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
거절2021알루미늄-탄소 복합재 박막의 제조방법 및 알루미늄-탄소 복합재 박막1020210095718
소멸2020마이크로 스케일 시편 및 그 제조 방법1020200136849
등록2012인장 강도 및 피로 물성 측정용 압전 박막 시편 및 그 제조방법1020120058422
전체 특허

알루미늄-탄소 복합재 박막의 제조방법 및 알루미늄-탄소 복합재 박막

상태
거절
출원연도
2021
출원번호
1020210095718

마이크로 스케일 시편 및 그 제조 방법

상태
소멸
출원연도
2020
출원번호
1020200136849

인장 강도 및 피로 물성 측정용 압전 박막 시편 및 그 제조방법

상태
등록
출원연도
2012
출원번호
1020120058422

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