차세대 MEMS 연구실은 극한 환경에서의 신뢰성 높은 센서 개발에 중점을 두고 있습니다. 극한 환경 센서는 고온, 고압, 강한 진동, 부식성 환경 등 일반적인 센서가 정상적으로 동작하기 어려운 조건에서 정밀한 계측이 가능하도록 설계됩니다. 이를 위해 박막 온도 센서, 압력 센서, 곡면 부착형 센서 어레이 등 다양한 형태의 센서가 연구되고 있으며, 직접 제작 공정 및 신소재 적용을 통해 내구성과 정확도를 극대화하고 있습니다. 이러한 센서들은 발전소, 항공우주, 군사, 해양, 자동차 등 다양한 산업 현장에서 필수적으로 요구되고 있습니다. 예를 들어, 곡면 표면에 직접 부착 가능한 온도 및 압력 센서 어레이는 복잡한 열 시스템 내부의 분포 측정에 활용되어, 시스템의 안전성과 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 또한, 내열성과 내압성이 뛰어난 센서 개발을 통해 기존의 한계를 극복하고, 실시간 모니터링 및 제어가 가능하도록 지원합니다. 연구실은 MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems) 기반의 미세 가공 기술과 나노소재, 마이크로채널 내장형 압력 측정 기술 등을 융합하여, 극한 환경에서도 장기간 안정적으로 동작하는 센서 솔루션을 제공하고 있습니다. 앞으로도 극한 환경 센서의 소형화, 집적화, 스마트화 연구를 지속하여, 미래 산업의 핵심 인프라로 자리매김할 수 있도록 노력하고 있습니다.

마이크로유체공학은 미세한 채널 내에서 유체의 흐름을 정밀하게 제어하고 분석하는 기술로, 차세대 MEMS 연구실의 핵심 연구 분야 중 하나입니다. 본 연구실은 마이크로유체 기반의 분리, 합성, 센싱, 냉각 등 다양한 응용 분야를 개척하고 있습니다. 예를 들어, 2차 회전 유동을 이용한 미세입자 및 나노입자의 크기별 분리, 곡선형 마이크로채널을 활용한 생물학적 베지클 분리 등 혁신적인 마이크로유체 시스템을 개발하고 있습니다. 이러한 기술은 바이오, 제약, 에너지, 환경 등 다양한 산업 분야에 적용될 수 있습니다. 마이크로/나노캡슐을 이용한 약물의 제어 방출, 에너지 저장, 희귀 물질의 회수, 형광 및 자기 나노입자의 합성 등은 대표적인 응용 사례입니다. 또한, 마이크로버블 어레이를 활용한 유동 저항 감소 및 에너지 절감 기술, 미세유체 기반 3D 세포 배양 시스템 등도 활발히 연구되고 있습니다. 연구실은 마이크로유체공학의 이론적 해석(CFD, 수치해석)과 실험적 접근(마이크로-PIV, 미세가공, LabVIEW 기반 계측 등)을 융합하여, 실질적인 산업 적용이 가능한 고성능 마이크로유체 시스템을 개발하고 있습니다. 앞으로도 마이크로유체공학의 새로운 응용 영역을 지속적으로 확장해 나갈 계획입니다.

차세대 MEMS 연구실은 고감도 나노 바이오센서 개발에도 선도적인 역할을 하고 있습니다. 바이오센서는 생체 내외의 다양한 생화학적 신호를 정밀하게 감지하는 장치로, 질병 진단, 환경 모니터링, 식품 안전 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 본 연구실은 나노구조체와 마이크로캔틸레버, 자기입자, 형광 나노입자 등을 활용하여, 기존 센서 대비 월등히 높은 민감도와 선택성을 갖는 바이오센서를 개발하고 있습니다. 특히, 인체 내 바이러스, 암세포, 단백질, DNA 등 미량의 생체 표적을 실시간으로 검출할 수 있는 기술을 중점적으로 연구하고 있습니다. 예를 들어, 고감도 마이크로캔틸레버 바이오센서는 인유두종 바이러스(HPV) 감지에 성공하였으며, 자기입자 기반 QCM 면역센서는 자성장 적용을 통해 감도 증폭을 실현하였습니다. 또한, 다양한 나노입자 합성 및 표면 기능화 기술을 접목하여, 센서의 다중화 및 고속화도 이루고 있습니다. 이러한 연구는 차세대 정밀 의료, 맞춤형 진단, 스마트 헬스케어 등 미래 바이오산업의 핵심 기반 기술로 자리잡고 있습니다. 앞으로도 연구실은 바이오센서의 집적화, 소형화, 저비용화, 현장 적용성 향상에 집중하여, 실질적인 사회적 가치를 창출할 수 있도록 연구를 이어갈 예정입니다.