본 연구 주제는 외부 자극에 따라 형태와 물성이 능동적으로 변화하는 기능성 고분자 시스템의 설계와 제어에 초점을 둔다. 특히 온도, 빛, 용매, 기계적 변형과 같은 자극에 반응하여 평면 박막이 3차원 구조로 전환되거나 표면 주름, 좌굴, 곡률이 정밀하게 형성되는 재료 플랫폼을 개발하는 것이 핵심이다. 이러한 연구는 단순한 고분자 합성을 넘어, 미세구조 패터닝과 기계적 불안정성을 활용해 원하는 기능을 구현하는 차세대 스마트 소재 분야와 밀접하게 연결된다. 연구실의 대표 논문에서는 halftone gel lithography를 이용해 가교 밀도가 공간적으로 다른 고분자 젤 박막을 제작하고, 이를 통해 구면 캡, 안장형 구조, 원뿔, 복잡 곡면 등 다양한 3차원 형상을 자발적으로 구현하였다. 이는 고분자의 팽윤 차이와 좌굴 현상을 정교하게 설계함으로써 가능한 접근으로, 광패터닝, 포토리소그래피, 박막역학, 표면주름 제어 기술이 융합된 연구라 할 수 있다. 또한 gradient patterned polymer thin films, spatially ordered polymer wrinkles와 같은 발표 주제에서 드러나듯, 연구실은 고분자 박막 내 응력 분포와 패턴 설계를 통해 공간적으로 정의된 표면 구조를 구현하는 데 강점을 보인다. 이 연구는 향후 바이오의료용 형태변환 소자, 소프트 로보틱스, 가변형 광학 소자, 표면 습윤성 제어, 센서 인터페이스 등의 응용으로 확장될 가능성이 크다. 특히 기능성 고분자 기반 응답형 구조는 에너지 소비를 최소화하면서도 능동적으로 작동할 수 있어 차세대 스마트 재료 플랫폼으로서 높은 잠재력을 가진다. 연구실은 고분자 화학과 나노패터닝, 기계적 구조 제어를 연결함으로써 기초과학과 응용기술을 동시에 아우르는 연구 방향을 구축하고 있다.

본 연구 주제는 유기 고분자와 무기 나노·마이크로 소재를 결합해 유연하면서도 높은 성능을 갖는 에너지 변환 소자를 구현하는 데 중점을 둔다. 특히 압전 특성을 활용하여 사람의 움직임, 굽힘, 진동 등 일상적 기계적 에너지를 전기에너지로 전환하는 나노제너레이터 개발이 핵심 분야이다. 연구실은 유무기 복합체의 구조 설계, 전극 네트워크 형성, 유연 기판 전사 공정 등을 통합적으로 다루며, 차세대 웨어러블 전원 기술의 기반을 마련하고 있다. 대표 연구로는 플라스틱 기판 위에 고효율 PZT 박막 나노제너레이터를 구현한 연구와, PMN-PT 입자·탄소나노튜브·실리콘 러버·은 나노와이어를 조합한 초신축성 탄성 복합 에너지 하베스터 개발이 있다. 이들 연구는 높은 출력 전압과 전류 밀도, 반복 변형 안정성, 실제 구동 가능성을 입증하였으며, 손가락 굽힘만으로 다수의 LED를 점등하는 수준의 성능을 보여주었다. 또한 관련 특허를 통해 단결정 압전물질층을 포함하는 플라스틱 나노제너레이터 제조 기술을 확보하고 있어, 기초 연구를 실제 소자 제작 기술로 연결하는 역량도 확인된다. 이러한 압전 복합소자 연구는 웨어러블 전자기기, 자가구동 센서, 유연 디스플레이, 헬스케어 모니터링 시스템 등 다양한 분야에 직접적인 파급효과를 가진다. 특히 외부 배터리 의존도를 줄이고, 인체 동작이나 주변 환경의 미세한 에너지를 활용하는 자가발전형 시스템은 지속가능한 전자소자 개발의 중요한 방향이다. 연구실은 재료 조성 최적화와 미세구조 설계, 공정 기술을 통해 고성능·고신뢰성 유연 에너지 소자를 구현하는 데 강한 경쟁력을 보이고 있다.

본 연구 주제는 블록 공중합체의 자기조립 현상을 이용하여 나노미터 수준의 정교한 패턴을 형성하고, 이를 전자·에너지 소자의 성능 향상에 활용하는 데 초점을 둔다. 기존 리소그래피 공정이 가지는 해상도, 비용, 공정 복잡성의 한계를 보완하기 위해, 자기조립 기반 나노구조 형성 기술은 차세대 반도체 및 기능성 소자 제조 전략으로 큰 주목을 받고 있다. 연구실은 고분자 기반 자기조립 구조를 정렬·유도·패터닝하는 기술적 기반 위에서 전자재료 응용을 확장하고 있다. 관련 논문에서는 directed block copolymer self-assembly를 활용하여 비휘발성 메모리, 전기 센서, 에너지 소자의 성능을 향상시키는 최신 연구를 정리하였고, 실제로 기능성 나노재료의 guide-patterning, 자기장 유도 나노입자 배열, 격자 구조 형성 등의 발표 성과를 통해 실험적 확장 가능성도 보여주었다. 이는 단순히 나노패턴을 형성하는 수준을 넘어, 원하는 위치와 방향으로 나노구조를 정렬하여 전하 이동, 감도, 계면 특성, 광전 특성을 제어하는 접근이다. 유무기 복합재, 자기성 나노입자, 박막 공정과 결합될 때 그 활용 범위는 더욱 넓어진다. 이 연구는 향후 초미세 전자소자, 차세대 메모리, 광전자 소자, 센서 플랫폼, 고집적 나노구조 기반 소재 개발에 중요한 기반이 될 수 있다. 자기조립은 대면적 공정과 경제성을 동시에 확보할 수 있어 산업적 확장성이 높으며, 기능성 고분자 및 무기 나노재료와의 융합을 통해 새로운 제조 패러다임을 제시한다. 연구실은 자기조립 현상의 기초 이해와 실제 소자 응용 사이를 연결하는 융합형 연구를 통해 재료공학 분야에서 차별화된 연구 정체성을 형성하고 있다.