수소 감지용 색변환 재료와 이온 선택성·자극 반응 기능성 소재 연구

Colorimetric Hydrogen Sensing Materials and Ion-Selective/Stimuli-Responsive Functional Materials

연구 내용

색변환 기반 수소 감지 재료와 액정·이온채널 연관 기능을 개발하고, 선택적 이온 거동과 분자-구조 상관을 규명하여 실시간 모니터링 성능을 확보하는 연구

수소 및 이온 관련 현상은 재료의 구조 안정성, 국소 상호작용, 그리고 관측 가능한 물리 신호로 연결됩니다. 연구실은 액체 셀 TEM 기반으로 수소화물의 metastable 구조를 관측하여 수소가 유발하는 구조 변화의 물리적 거동을 규명합니다. 또한 G-quadruplex를 활용한 이온-이온 전류 증폭 설계로 이온 종류에 대한 선택성을 확보하고, 막 환경에서의 이온 전달 특성을 바탕으로 실시간 비침습 모니터링의 개념을 확장합니다. 더불어 organic ionic plastic crystal과 액정의 상호결합을 제어하여 특정 화학 자극에 대한 chemo-responsiveness를 설계하고, counter anion에 의해 형성되는 분자 상호작용의 역할을 반영해 반응 선택성을 조절합니다.

관련 프로젝트

1건

연구 흐름

초기에는 2022년을 전후하여 수소화물의 metastable 상을 관측하는 실험 기반 접근으로 출발하여, 수소에 의한 구조 변화가 어떤 시간·공간 스케일에서 나타나는지 확인하였습니다. 이후 2023~2024년에는 이온 전달과 선택성을 정량 신호로 변환하기 위해 막 기반 이온 모니터링 개념을 구축하고, G-quadruplex 필터 구조로 selectivity를 강화하는 방향으로 연구를 진행하였습니다. 2025년에는 액정과 organic ionic plastic crystal의 orientational coupling을 계산과 실험으로 함께 해석하여 chemo-responsive 설계 원리를 확립했습니다. 현재는 색변환 수소 감지 필름/스프레이와 AI 실시간 모니터링 체계 개발 과제를 통해 감지 신호를 시스템으로 연계하는 연구를 수행하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

색변환 수소 센서 필름 제조
수소 농도 실시간 모니터링
이온 선택성 기반 전기화학 신호 변환
액정 기반 화학 자극 감지
G-quadruplex 필터 구조 설계
수소 유도 구조 변화 관측 전략
막 환경 이온 전달 메커니즘 해석
counter anion 기반 반응 선택성 설계
비침습 이온 거동 모니터링
AI 기반 센서 데이터 처리 모델