AENL
화학공학과
양수철
AENL 연구실은 화학공학과를 기반으로 자기전기 복합체, 에너지 하베스팅, 고성능 센서, 환경 및 바이오 응용 소재 등 첨단 재료공학 분야에서 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 자성(자왜) 물질과 압전 물질을 결합한 자기전기 복합체의 합성 및 구조 설계, 그리고 이를 활용한 에너지 하베스팅 시스템 개발에 중점을 두고 있습니다. 특히, 폴리머 기반의 자기전기 복합체는 유연성과 경량성을 바탕으로 웨어러블 디바이스, 헬스 모니터링, 환경 센서 등 다양한 분야에 적용되고 있습니다.
연구실은 자기전기 복합체의 성능을 극대화하기 위해 다공성 자왜 전극, 2차원 복합상 자왜충진재, 코어-셸 나노입자 등 다양한 형태의 자성 소재와 압전 소재를 조합하는 연구를 진행하고 있습니다. 이러한 연구는 에너지 하베스팅뿐만 아니라, 미세먼지 필터, 항균 필름, 초소수성 코팅 등 환경 및 바이오 응용 소재 개발로도 확장되고 있습니다. 실제로, 연구실은 자기전기 기반 미세먼지 필터, 항균 유무기 복합체, 태양광 패널용 자기세정 코팅 등 다양한 특허와 논문을 통해 기술력을 인정받고 있습니다.
재료합성 및 나노구조 제어 역시 연구실의 중요한 연구 분야입니다. BaTiO3, CoFe2O4, ZnO 등 다양한 무기 소재의 나노구조 합성 및 표면 개질을 통해 자기전기, 압전, 자왜 특성을 극대화하고 있습니다. 합성 공정의 최적화, 계면 특성 개선, 다공성 구조 설계 등 첨단 재료공학적 접근을 통해 소재의 성능을 극대화하고 있으며, 실험적 연구와 더불어 시뮬레이션 및 이론적 모델링도 병행하고 있습니다.
이러한 연구 성과는 다수의 국제 학술지 논문, 특허, 산학협력 프로젝트로 이어지고 있으며, 실제 산업 현장에 적용 가능한 혁신적 소재 개발로 이어지고 있습니다. 연구실은 에너지, 환경, 바이오 등 다양한 분야에서 사회적 가치를 창출하는 연구를 지향하며, 미래 첨단 소재 산업을 선도할 수 있는 원천 기술 확보에 주력하고 있습니다.
AENL 연구실은 다학제적 접근과 창의적 연구를 바탕으로, 차세대 에너지 하베스팅, 환경 정화, 바이오 센서 등 다양한 응용 분야에서 혁신적인 솔루션을 제시하고 있습니다. 앞으로도 지속적인 연구개발을 통해 첨단 재료공학 분야의 글로벌 리더로 성장해 나갈 것입니다.
자기전기 복합체 및 에너지 하베스팅
자기전기 복합체는 자성(자왜) 물질과 압전 물질을 결합하여 외부 자기장 변화에 따라 전기 신호를 생성하는 첨단 소재입니다. 본 연구실에서는 다양한 구조의 자기전기 복합체를 설계하고 합성하여, 에너지 하베스팅 시스템에 적용하는 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 특히, 폴리머 기반의 자기전기 복합체는 유연성과 경량성을 동시에 갖추고 있어, 웨어러블 디바이스, 헬스 모니터링, 환경 센서 등 다양한 분야에서 활용이 가능합니다.
연구실에서는 다공성 자왜 전극, 2차원 복합상 자왜충진재, 코어-셸 나노입자 등 다양한 형태의 자성 소재와 압전 소재를 조합하여 자기전기 복합체의 성능을 극대화하는 방법을 모색하고 있습니다. 이를 위해 합성 공정의 최적화, 나노구조 제어, 계면 특성 개선 등 다각도의 연구가 이루어지고 있으며, 실제로 자기전기 복합체의 제조 방법과 관련된 다수의 특허를 보유하고 있습니다.
이러한 자기전기 복합체는 외부의 미세한 진동이나 자기장 변화로부터 에너지를 수확할 수 있어, 배터리 없는 센서, 자가 구동형 소자, 환경 감지 시스템 등 차세대 에너지 솔루션으로 주목받고 있습니다. 본 연구실은 자기전기 복합체의 구조적 설계와 응용 기술 개발을 통해 에너지 하베스팅 분야의 혁신을 선도하고 있습니다.
고성능 센서 및 환경·바이오 응용 소재 개발
본 연구실은 자기전기 복합체를 기반으로 한 고성능 센서 개발에 주력하고 있습니다. 자기전기 필름 센서는 비접촉 헬스 모니터링, 미세먼지 필터, 환경 감지 등 다양한 분야에 적용되고 있으며, 특히 PVDF/CoFe2O4/Ni, BaTiO3/CoFe2O4 등 다층 구조의 복합체를 활용하여 감도와 신뢰성을 크게 향상시켰습니다. 이러한 센서는 미세한 자기장이나 기계적 변화를 전기 신호로 변환할 수 있어, 의료 및 환경 모니터링 분야에서 큰 잠재력을 가지고 있습니다.
또한, 연구실은 초소수성 실리카 코팅, 항균 필름 등 환경 및 바이오 응용 소재 개발에도 집중하고 있습니다. 예를 들어, 태양광 패널의 자기세정 코팅, 항균 유무기 복합체, 미세먼지 제거 필터 등은 실제 산업 현장에서 요구되는 기능성 소재로, 다양한 특허와 논문을 통해 그 우수성이 입증되고 있습니다. 이러한 소재들은 환경 오염 저감, 에너지 효율 향상, 공공 보건 증진에 기여할 수 있습니다.
연구실의 환경 및 바이오 응용 연구는 소재의 합성부터 구조 제어, 기능성 평가, 실제 응용까지 전 과정을 아우르며, 다학제적 접근을 통해 혁신적인 솔루션을 제시하고 있습니다. 특히, 바이오센서, 항균 필름, 환경 정화 필터 등은 미래 사회의 지속가능성과 건강한 삶을 위한 핵심 기술로 자리매김하고 있습니다.
재료합성 및 나노구조 제어
재료합성은 본 연구실의 핵심 역량 중 하나로, 다양한 기능성 무기 및 유기 소재의 합성 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 나노입자, 나노튜브, 코어-셸 구조 등 복잡한 나노구조를 정밀하게 제어하여, 소재의 물리적·화학적 특성을 극대화하는 연구에 집중하고 있습니다. 예를 들어, BaTiO3, CoFe2O4, ZnO 등 다양한 무기 소재의 나노구조 합성 및 표면 개질을 통해 자기전기, 압전, 자왜 특성을 향상시키고 있습니다.
이러한 나노구조 제어 기술은 자기전기 복합체, 에너지 하베스팅 소자, 고성능 센서, 환경 정화 소재 등 다양한 응용 분야에 적용되고 있습니다. 연구실은 합성 공정의 최적화, 계면 특성 개선, 다공성 구조 설계 등 첨단 재료공학적 접근을 통해 소재의 성능을 극대화하고 있습니다. 또한, 실험적 연구와 더불어 시뮬레이션 및 이론적 모델링을 병행하여, 소재의 구조-특성-성능 간의 상관관계를 체계적으로 분석하고 있습니다.
재료합성 및 나노구조 제어 분야에서의 연구 성과는 다수의 국제 학술지 논문과 특허로 이어지고 있으며, 실제 산업 현장에 적용 가능한 혁신적 소재 개발로 이어지고 있습니다. 본 연구실은 미래 첨단 소재 산업을 선도할 수 있는 원천 기술 확보에 주력하고 있습니다.
1
First author paper in Materials Letters
Mook Hyeok Choi
Materials Letters, 2018
2
First author paper in Nanotechnology
Seon Min Jang
Nanotechnology, 2018
3
First author paper in Materials Research Bulletin
Seon Min Jang
Materials Research Bulletin, 2017
1
[3차년도]비접촉 헬스모니터링 목적의 자기전기 필름센서 개발
2
[2차년도]비접촉 헬스모니터링 목적의 자기전기 필름센서 개발
3
[1차년도]비접촉 헬스모니터링 목적의 자기전기 필름센서 개발
