블록공중합체(BCP)를 활용한 구조색(Structural Color) 디스플레이 및 센서 기술은 박태현 연구실의 핵심 연구 분야 중 하나입니다. 구조색은 물질의 미세구조에 의해 빛이 간섭되어 나타나는 색으로, 전통적인 염료나 안료와 달리 내구성이 뛰어나고 다양한 환경 자극에 반응할 수 있습니다. 연구실에서는 BCP의 자기조립 특성을 이용해 1차원 포토닉 크리스탈 구조를 형성하고, 이를 기반으로 다양한 색상과 패턴을 구현하는 기술을 개발하고 있습니다. 이러한 구조색 디스플레이는 외부 자극(습도, 온도, pH, 기계적 변형 등)에 따라 색이 변하는 특성을 가지며, 이를 통해 정보의 시각화, 암호화, 센싱 등 다양한 응용이 가능합니다. 예를 들어, 인체의 땀이나 체온 변화에 반응하여 색이 변하는 웨어러블 디스플레이, 손가락의 비접촉 위치를 감지하여 3D 터치리스 인터페이스를 구현하는 센서 등이 대표적입니다. 또한, 구조색의 비휘발성 기록 및 재기록 기술을 통해 고밀도 정보 저장 매체로의 확장도 연구되고 있습니다. 이 분야의 연구는 고분자 재료의 설계, 나노구조 제어, 전기화학적 구동, 잉크젯 프린팅 등 다양한 융합 기술을 필요로 하며, 차세대 스마트 디스플레이, 바이오센서, 보안 및 암호화 기술 등 폭넓은 산업적 파급 효과가 기대됩니다. 박태현 연구실은 이러한 구조색 기반 기술의 원천 연구부터 실제 응용까지 선도적으로 이끌고 있습니다.

연구실은 신축성 고분자 및 하이드로겔을 기반으로 한 이온 열전(ionic thermoelectric) 에너지 하베스팅 소재와 소자 개발에도 집중하고 있습니다. 이온 열전 슈퍼커패시터(ITESC)는 기존 전자 기반 열전 소재에 비해 훨씬 높은 전압을 생성할 수 있어, 저온의 열에너지를 효율적으로 전기에너지로 변환하는 데 유리합니다. 박태현 연구실에서는 신축성과 안정성을 동시에 갖춘 이온 열전 고분자 전해질 및 전극 소재를 개발하여, 웨어러블 기기나 인체 부착형 에너지 하베스팅 소자에 적용하고 있습니다. 특히, 하이드로겔 및 나노와이어 전극을 조합한 완전 신축성 ITESC 소자는 공기 중에서도 장기간 안정성을 유지하며, 250% 이상의 인장 변형에도 성능 저하 없이 작동합니다. 이러한 기술은 체온 등 인체에서 발생하는 미세한 열에너지를 수확하여 웨어러블 센서, 헬스케어 기기, 자가 구동형 디스플레이 등에 전력을 공급할 수 있는 기반이 됩니다. 또한, 이온트로닉스(iontronics) 분야와 연계하여, 고분자 기반 이온전도체의 전기화학적 특성을 활용한 새로운 전자소자 개발도 활발히 이루어지고 있습니다. 이 연구는 고분자 합성, 나노소재 공정, 전기화학적 분석 등 다양한 학문적 접근이 융합된 결과로, 차세대 에너지 하베스팅 및 스마트 전자소자 분야에서 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다. 박태현 연구실은 관련 국내외 학회 및 심포지엄에서 활발히 연구 성과를 발표하며, 해당 분야의 선도적 위치를 확고히 하고 있습니다.