PCFL 연구실은 기능성 나노소재의 자기조립과 계면공학을 융합하여 혁신적인 소재 개발에 집중하고 있습니다. 특히, 무기 나노소재와 고분자 소재의 표면 화학을 정밀하게 설계하여, 나노입자의 계면 거동을 조절하고 안정성을 극대화하는 연구를 수행합니다. 예를 들어, PVP로 코팅된 BTO 나노입자나 실란 기반의 고분자-무기 나노소재를 합성하여, 표면 개질 및 기능화가 용이한 시스템을 구축합니다. 이러한 자기조립 기술은 Pickering 에멀전, 박막 형성, 계면 매개 자기조립 등 다양한 방법론과 결합되어, 뛰어난 기계적 유연성과 다기능성을 갖춘 프리스탠딩 나노입자 네트워크를 제작하는 데 활용됩니다. 이 과정에서 계면 불안정성, 표면 에너지, 나노입자 간 상호작용 등 복합적인 물리화학적 인자를 정밀하게 제어함으로써, 원하는 구조와 특성을 갖는 소재를 대량 생산할 수 있습니다. 이렇게 개발된 자기조립 기반 나노소재는 플렉서블 전자소자, 고성능 가스 센서, 내구성 코팅 등 다양한 응용 분야에 적용되고 있습니다. PCFL은 혁신적인 소재 합성과 첨단 조립 전략을 결합하여 차세대 나노소재 기반 디바이스와 솔루션 개발을 선도하고 있습니다.

PCFL 연구실은 외부 자극에 반응하는 스마트 고분자 및 콜로이드 소재의 설계와 응용에 주력하고 있습니다. 빛, 온도, pH, 기계적 힘 등 다양한 외부 자극에 따라 형태, 색상, 구조가 변화하는 나노입자 및 고분자 복합체를 개발하여, 차세대 지능형 소재의 기반을 마련하고 있습니다. 예를 들어, 스피로피란 기반의 광응답성 블록공중합체 입자, 온도 감응성 NIPAM 기반 점착제, pH 및 온도 이중 응답성 입자 등 다양한 시스템을 구현하고 있습니다. 이러한 자극-감응형 소재는 고해상도 디스플레이, 위변조 방지 기술, 바이오센서, 웨어러블 디바이스 등 실용적 응용 분야에서 큰 잠재력을 보입니다. 특히, 블록공중합체의 자기조립과 계면활성제의 정밀 설계를 통해, 입자의 형태와 내부 구조를 자유롭게 조절할 수 있으며, 반복적이고 가역적인 변환 특성을 실현하고 있습니다. 이를 통해, 외부 환경 변화에 실시간으로 반응하는 동적 시스템을 구축할 수 있습니다. PCFL은 이러한 자극-감응형 소재의 물리화학적 원리와 응용 가능성을 심도 있게 탐구하며, 미래 스마트 소재 및 소자 개발의 핵심 기술을 확보하고 있습니다.

PCFL 연구실은 구조색을 구현하는 광결정 및 포토닉 콜로이드의 개발에 있어 세계적인 경쟁력을 보유하고 있습니다. 블록공중합체의 자기조립, 다상 에멀전, 계면공학을 융합하여, 수백 개의 광결정층이 축적으로 정렬된 포토닉 입자, 야누스 구조의 다기능 콜로이드 등 독창적인 나노구조를 구현하고 있습니다. 이러한 입자들은 빛의 간섭과 산란을 정밀하게 제어하여, 각도에 따라 변화하는 구조색, 다채로운 반사색, 동적 색상 전환 등 다양한 광학적 특성을 발현합니다. 특히, 온도, pH, 빛 등 외부 자극에 따라 색상과 형태가 동적으로 변하는 포토닉 입자 시스템을 개발하여, 고해상도 디스플레이, 위변조 방지, 바이오센서, 웨어러블 센서 등 다양한 첨단 응용 분야에 적용하고 있습니다. 또한, Pickering 에멀전 기반의 대면적 박막, 나노시트, 다공성 광결정 입자 등 새로운 형태의 광학 소재도 활발히 연구되고 있습니다. 이러한 연구는 나노구조 설계, 자기조립, 계면제어, 광학적 특성 분석 등 다학제적 접근을 바탕으로 하며, PCFL은 차세대 포토닉 소재 및 광기능성 디바이스 개발을 선도하고 있습니다.