이 연구실은 섬유고분자재료를 기반으로 기계적 강도, 내열성, 접착성, 경량성 등 다양한 성능을 동시에 확보할 수 있는 고기능 섬유 및 복합섬유를 개발한다. 특히 UHMWPE, 아라미드, 폴리케톤, PPS, PVDF, PLA 등 산업적으로 중요한 고분자 섬유를 대상으로 방사, 후처리, 표면개질, 적층 및 복합화 공정을 체계적으로 연구하며, 최종적으로 구조재·보호재·산업용 소재로의 적용을 지향한다. 연구실의 축적된 성과는 섬유재료역학 관련 저서, 복합재료 분야 논문, 그리고 방탄재 및 기능성 복합섬유 특허로 이어지며 연구의 연속성과 전문성을 보여준다. 세부적으로는 섬유의 결정화 거동, 인장 특성, 계면 접착, 열적 안정성, 공정 중 구조 변화와 같은 기초 물성 연구와 함께, 실제 응용을 위한 복합화 설계가 병행된다. 예를 들어 초고분자량 폴리에틸렌 원사의 국산화 기술, 방탄용 프리프레그 및 일방향 직물, 탄소섬유·에폭시계 복합재, 아라미드 기반 복합소재 등이 대표적인 연구 흐름이다. 또한 전기전도성 부여를 위한 고분자 코팅, 금속 코팅, 플라즈마 처리, 전자빔 조사와 같은 표면기술을 적용해 기존 섬유의 한계를 보완하고 복합재의 성능을 끌어올리는 접근이 활발하다. 이러한 연구는 자동차, 국방, 보호장비, 경량 구조재, 산업용 필터 및 기능성 시트 등 다양한 산업 분야로 확장될 수 있다. 특히 강도 대비 무게비가 중요한 방탄재와 미래 모빌리티 내장재 분야에서 경쟁력이 크며, 소재 국산화와 공정 최적화 측면에서도 의미가 있다. 앞으로는 지속가능 소재와 결합한 고성능 섬유복합재, 다기능 표면을 갖는 스마트 섬유, 공정-구조-물성 상관관계를 정밀하게 예측하는 설계 연구로 발전할 가능성이 높다.

이 연구실의 핵심 축 가운데 하나는 유기 고분자와 무기 나노입자를 결합한 유무기 복합재료 및 기능성 나노재료의 설계이다. 탄소나노튜브, 실리카, TiO2, 알루미나, 자성 나노입자, 그래핀 계열 물질 등 다양한 무기 성분을 고분자 매트릭스 또는 섬유 구조 내부에 도입하여, 기계적 보강뿐 아니라 전기전도성, 광촉매성, 자성, 열안정성, 난연성 같은 부가 기능을 확보하는 것이 주요 목표다. 대표 논문으로는 PLA/CNT 나노복합체의 등온 결정화와 기계적 특성, 전기방사 블록공중합체 나노섬유 내 나노입자 위치 제어 연구가 있으며, 이는 이 연구실이 나노구조 제어와 기능 구현을 동시에 추구해 왔음을 보여준다. 연구 방법론 측면에서는 전기방사, 졸-겔, 용액 코팅, 딥코팅, 표면 처리, 전기도금, RF 스퍼터링, 저온 수열합성 등 다양한 공정기술이 활용된다. 이를 통해 나노섬유, 코어-시스 구조, 다공성 구조, 나노입자 분산 구조 등 미세구조를 정밀하게 조절하며, TEM, 열분석, 자기적 특성 평가, 전기전도도 분석 등을 통해 구조와 기능의 연관성을 검증한다. 또한 전도성 고분자와 금속 코팅을 이용한 고분자 섬유의 전도성 향상, TiO2 코팅을 통한 광촉매성 부여, 그래핀 및 전이금속막을 포함하는 아라미드 섬유 개발 등은 응용 지향형 나노복합 연구의 좋은 사례다. 이 연구는 단순한 소재 합성을 넘어, 고기능 필터, 센서, 전도성 섬유, 전자파 차폐재, 촉매 담지체, 스마트 섬유소재로의 확장을 가능하게 한다. 특히 나노입자의 분산 제어와 계면 안정화는 복합재료 성능의 핵심 요소이므로, 연구실의 축적된 노하우는 차세대 고부가가치 소재 개발에 직접 연결된다. 향후에는 친환경 고분자 기반의 나노복합소재, 웨어러블 전자소자용 기능성 섬유, 다중 기능을 동시에 구현하는 하이브리드 나노재료 분야에서 더욱 큰 파급력을 가질 수 있다.

이 연구실은 전통적인 고성능 섬유 연구를 넘어, 재활용과 생분해성을 고려한 지속가능 섬유소재 개발에도 적극적으로 참여하고 있다. 최근 수행 과제와 학술발표를 보면 폐차 시트에서 유래한 폐가죽을 섬유화하여 자동차 내장재용 순환 가죽소재 및 응용제품으로 전환하는 연구, 재생 PET 부직포의 공정 및 물성 변화 연구, 생분해성 난연 열접착 복합 바인더 섬유 개발 등이 두드러진다. 이는 환경 규제와 ESG 요구가 강화되는 산업 흐름 속에서 섬유공학과 재료공학을 접목해 자원순환형 소재 플랫폼을 구축하려는 방향으로 해석할 수 있다. 연구 내용은 단순 재활용을 넘어, 폐소재의 전처리·섬유화·복합방적·부직포화·표면처리·기능화까지 포함하는 전주기 공정 설계에 가깝다. 폐가죽과 친환경 바인더, 수분산성 폴리우레탄 등을 조합해 자동차 내장재용 습식 부직포 복합체를 만들고, 내광성·기계적 물성·가공성을 동시에 확보하려는 시도가 대표적이다. 또한 재생 부직포에 난연성, 발수성, 전기전도성 같은 기능을 부여하여 폐기물 기반 소재의 부가가치를 높이고, 실제 산업 적용이 가능한 수준의 성능을 확보하려는 연구가 이어지고 있다. 이러한 접근은 순환경제와 친환경 제조라는 시대적 요구에 매우 부합한다. 기존 석유계 신재료 중심의 개발에서 벗어나, 폐자원의 고부가가치화와 친환경 공정의 도입을 통해 자동차, 생활소재, 산업재 분야의 지속가능성을 높일 수 있다. 앞으로 이 연구는 재활용 섬유소재의 품질 균일성 확보, 공정 스케일업, 생애주기 평가와 같은 실용적 과제를 함께 다루면서, 친환경 기능성 섬유소재 분야의 중요한 연구 기반으로 발전할 가능성이 크다.