본 연구실은 MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems) 기술을 기반으로 한 초미세 입자 및 바이오에어로졸 센서 개발에 중점을 두고 있습니다. 초미세 입자, 나노입자, 바이러스, 박테리아 등 공기 중에 존재하는 다양한 입자를 실시간으로 고효율로 포집하고 분석할 수 있는 센서 및 샘플러를 개발하고 있습니다. 이를 위해 미세유체 기반의 응축 입자 계수기, 전기식 입자 계수기, 정전용량식 센서, 그리고 전기영동 및 유전영동 기술을 융합하여 다양한 환경에서의 입자 모니터링이 가능하도록 하고 있습니다. 특히, 최근에는 3D 프린팅 및 인쇄회로기판(PCB) 기술을 접목하여 저비용, 소형화, 고정밀의 센서 시스템을 구현하고 있습니다. 이러한 기술은 실내외 환경, 산업현장, 의료기관 등 다양한 분야에서 초미세먼지, 바이러스, 박테리아 등 유해 입자의 실시간 모니터링에 활용될 수 있습니다. 또한, 전기적, 광학적, 기계적 신호를 융합하여 입자의 크기, 농도, 유효 밀도 등 다양한 특성을 동시에 측정할 수 있는 통합형 센서 플랫폼을 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 대기질 관리, 산업 안전, 감염병 확산 방지, 환경 모니터링 등 사회적 요구에 부응하는 핵심 기술로 자리매김하고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 MEMS 및 미세유체 기술의 융합을 통해 초미세 입자 및 바이오에어로졸의 정밀 분석과 실시간 모니터링 분야를 선도할 계획입니다.

본 연구실은 인체 및 환경에서 발생하는 다양한 에너지를 수확(에너지 하베스팅)하고, 이를 활용한 웨어러블 센서 시스템 개발에도 활발히 연구를 진행하고 있습니다. 압전, 열전, 마찰전기, 전자기 유도 등 다양한 에너지 변환 메커니즘을 활용하여 인체의 움직임, 체온, 마찰, 진동 등에서 발생하는 미세 에너지를 전기 에너지로 변환하는 소자를 개발하고 있습니다. 이러한 소자는 유연한 기판, 텍스타일, 신발, 의류 등에 집적되어 실제 생활 환경에서 자가발전형 센서 및 모니터링 시스템으로 활용될 수 있습니다. 특히, 웨어러블 하이브리드 발전기, 플렉서블 열전 발전기, 트라이보일렉트릭 나노제너레이터 등 다양한 형태의 에너지 하베스팅 소자를 개발하여, 저전력 센서 및 IoT 디바이스의 에너지 자립을 실현하고 있습니다. 또한, 무선 전력전송, 에너지 저장 및 관리 시스템, 스마트 의류 및 신발형 에너지 모듈 등 실용적 응용을 위한 패키징 및 시스템 통합 기술도 함께 연구하고 있습니다. 이러한 연구는 차세대 웨어러블 헬스케어, 스마트 환경 모니터링, 인체 삽입형 의료기기 등 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 에너지 자립형 센서 네트워크 및 미래형 스마트 라이프 구현에 중요한 역할을 하고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 에너지 하베스팅과 웨어러블 센서 융합 기술을 통해 지속가능한 스마트 시스템의 실현을 목표로 연구를 이어갈 것입니다.

본 연구실은 미세유체(Microfluidics) 기술과 바이오센서 기술의 융합을 통한 다양한 응용 연구를 수행하고 있습니다. 미세유체 기반의 칩(LOC, Lab-on-a-Chip) 위에 다양한 센서와 샘플링, 농축, 분리, 분석 기능을 집적하여, 혈액, 체액, 환경 시료 등에서 미생물, 바이러스, 생체분자 등을 신속하고 정밀하게 분석할 수 있는 플랫폼을 개발하고 있습니다. 특히, 전기영동, 유전영동, 마이크로채널 구조 설계 등 미세유체 내 입자 조작 기술을 활용하여, 시료의 전처리, 농축, 분리 효율을 극대화하고 있습니다. 또한, 열전 바이오센서, 정전용량식 바이오센서, 마이크로칼로리미터 등 다양한 바이오센서 소자를 개발하여, 생화학 반응, 미생물 검출, 질병 진단 등 바이오의료 분야에 적용하고 있습니다. 실시간 혈장 분리, 신경 신호 모니터링, 감염성 질환 진단 등 다양한 임상 및 환경 응용을 위한 시스템 통합 연구도 활발히 진행 중입니다. 이러한 연구는 미래형 바이오센서, 현장진단(POCT), 환경 및 식품 안전, 맞춤형 헬스케어 등 다양한 분야에서 혁신적인 솔루션을 제공할 수 있습니다. 본 연구실은 미세유체 및 바이오센서 기술의 융합을 통해 차세대 바이오진단 및 환경 분석 플랫폼 개발에 앞장서고 있습니다.