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나노바이오소재응용연구실험실

충남대학교 유기재료공학과

박원호 교수

Lithium Ion Battery Separators

Bio-imaging Materials

Hydrogels

나노바이오소재응용연구실험실

유기재료공학과 박원호

나노바이오소재응용연구실험실은 유기응용재료공학과에 소속된 연구실로, 바이오고분자 및 친환경 고분자 소재의 개발과 응용을 핵심 연구 분야로 삼고 있습니다. 본 연구실은 곤충, 갑각류, 식물, 미생물 등 다양한 생물 유래의 천연고분자를 기반으로 한 신소재를 연구하며, 이들 고분자의 생체적합성, 생분해성, 세포적합성 등 우수한 특성을 활용하여 조직공학, 약물전달시스템, 조직접착제 등 다양한 의료용 소재로의 응용을 선도하고 있습니다. 또한, 천연고분자의 한계를 극복하기 위해 물리화학적 개질, 표면개질, 광가교 등 다양한 첨단 기술을 적용하여 고기능성 바이오소재를 개발하고 있습니다. 연구실은 기능성 나노소재와 하이드로젤의 그린합성 및 바이오의료 응용에도 중점을 두고 있습니다. 은 나노입자 등 금속 나노소재의 친환경 합성법을 개발하여 항균성, 촉매특성, 센서 기능 등 다양한 바이오 및 환경 응용 분야에 적용하고 있으며, 자극감응형 하이드로젤, 이중가교 하이드로젤 등 첨단 하이드로젤 시스템을 통해 약물전달, 조직공학, 생화학 센서, 마스크팩 등 다양한 바이오의료 및 향장산업 분야로 연구를 확장하고 있습니다. 특히, 본 연구실은 3D 바이오프린팅, 스마트 센서, 식품 포장 등 차세대 융합기술과의 접목을 통해 미래 지향적 연구를 추진하고 있습니다. 바이오고분자 및 하이드로젤의 구조-물성-기능 상관관계 해석, 생체적합성 및 생분해성 평가, 대량생산 공정 개발 등 기초부터 응용까지 전주기적 연구를 수행하며, 실제 임상 및 산업 현장에 적용 가능한 혁신적 소재 기술을 개발하고 있습니다. 또한, 환경문제 해결을 위한 친환경 고분자 소재 개발에도 앞장서고 있습니다. 생분해성 고분자, 바이오매스 유래 고분자, 천연고분자 기반 복합소재 등을 활용하여 환경에 무해하고 지속가능한 소재를 개발함으로써, 지속가능한 미래 사회와 인류 건강 증진에 기여하고자 합니다. 이와 같은 다양한 연구 활동을 통해 나노바이오소재응용연구실험실은 바이오고분자, 나노소재, 하이드로젤 등 첨단 소재 분야에서 국내외적으로 높은 연구 역량과 경쟁력을 보유하고 있으며, 미래 바이오의료 및 환경 분야의 혁신을 이끌어가는 선도 연구실로 자리매김하고 있습니다.

Lithium Ion Battery Separators
Bio-imaging Materials
Hydrogels
바이오고분자 및 친환경 고분자 소재의 개발과 응용
본 연구실은 바이오고분자 및 친환경 고분자 소재의 개발과 응용에 중점을 두고 있습니다. 바이오고분자는 곤충, 갑각류, 식물, 미생물 등 다양한 생물 유래의 고분자를 의미하며, 대표적으로 키틴, 키토산, 실크 단백질, 셀룰로오스, 알긴산, 폴리감마글루탐산 등이 있습니다. 이러한 바이오고분자는 우수한 생체적합성, 생분해성, 세포적합성 등의 특성을 지니고 있어 조직공학, 약물전달시스템, 조직접착제 등 다양한 의료용 소재로의 응용이 활발히 이루어지고 있습니다. 연구실에서는 천연고분자의 한계를 극복하기 위해 다양한 물리화학적 개질 방법을 적용하고 있습니다. 예를 들어, 광가교, 접착특성 부여, 표면개질 등을 통해 고분자의 기계적 강도, 내구성, 기능성을 향상시키고, 실제 임상 및 산업 현장에 적용 가능한 수준의 소재로 발전시키고 있습니다. 이러한 개질 바이오고분자는 조직공학용 지지체, 약물전달시스템, 조직접착제, 생체재료 등으로 활용되고 있으며, 최근에는 3D 바이오프린팅, 스마트 센서, 식품 포장 등 다양한 융합 분야로 연구가 확장되고 있습니다. 또한, 본 연구실은 환경문제 해결을 위한 친환경 고분자 소재 개발에도 앞장서고 있습니다. 생분해성 고분자, 천연고분자 기반 복합소재, 바이오매스 유래 고분자 등을 활용하여 환경에 무해하고 지속가능한 소재를 개발하고 있으며, 이를 통해 미래 사회의 지속가능성과 인류 건강 증진에 기여하고자 합니다.
기능성 나노소재 및 하이드로젤의 그린합성 및 바이오의료 응용
본 연구실은 기능성 나노소재와 하이드로젤의 그린합성 및 바이오의료 응용에 대한 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 금속 나노입자, 특히 은 나노입자는 항균성, 촉매특성, 세포친화성 등 다양한 기능을 가지고 있어 의료용 패치, 연고, 센서, 환경정화 등 다양한 분야에 적용되고 있습니다. 기존의 금속 나노입자 합성법은 환경오염과 인체 유해성 문제를 야기할 수 있으나, 본 연구실에서는 유기 오염물질을 사용하지 않는 친환경적인 그린합성법을 개발하여 안전하고 효율적인 나노입자 제조 기술을 선도하고 있습니다. 하이드로젤 분야에서는 온도, pH, 이온 등 외부 자극에 반응하는 자극감응형 수화젤, 이중가교 하이드로젤, 생체적합성 하이드로젤 등 다양한 시스템을 개발하고 있습니다. 이러한 하이드로젤은 약물전달시스템, 조직공학용 지지체, 생화학 센서, 조직접착제, 마스크팩 등 바이오의료 및 향장산업에 폭넓게 응용되고 있습니다. 특히, 최근에는 3D 바이오프린팅용 바이오잉크, 웨어러블 센서, 스마트 식품 포장 등 차세대 융합기술로의 확장 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 이와 더불어, 본 연구실은 하이드로젤 및 나노소재의 구조-물성-기능 상관관계 해석, 생체적합성 및 생분해성 평가, 실제 임상 및 산업 적용을 위한 대량생산 공정 개발 등 기초부터 응용까지 전주기적 연구를 수행하고 있습니다. 이를 통해 미래 바이오의료 및 환경 분야의 혁신적 소재 기술을 선도하고 있습니다.
1
FT-IR syudies on the Curing Behavior of Polycardanol from Naturally Renewable Resources
Qun Zhou, Donghwan Cho, Won Ho Park, Bong Keun Song, Hyun-Joong Kim
J. Appl. Polym. Sci., 2011
2
Cellular response to poly(vinyl alcohol) nanofibers coated with biocompatible proteins and polysaccharides
S. Y. Lee, D. H. Jang, Y. O. Kang, O. B. Kim, L. Jeong, H. K. Kang, S. J. Lee, C. H. Lee, W. H. Park, B. M. Min
Applied Surface Science, 2012
3
Cobalt Ion-Mediated Cysteine Detection with a Hyperbranched Conjugated Polyelectrolyte as a New Sensing Platform
D. Kim, G. Jang, J. Kim, S. Seo, W. H. Park, T. S. Lee
Macromol. Rapid Commun., 2012
1
생체적합성 고분자 기반 전도성 수화젤의 설계 및 스트레인 센서로의 응용
한국연구재단
2024년 05월 ~ 2025년 04월
2
다기능성 폴리페놀 화합물 기반 자가가교 수화젤의 설계 및 응용
한국연구재단
2023년 03월 ~ 2024년 02월
3
페놀/카테콜기가 도입된 천연고분자의 주입형 광가교 젤화시스템에 대한 연구
한국연구재단(미래부)
2020년 03월 ~ 2021년 02월