본 연구실은 적정기술(Appropriate Technology)을 기반으로, 다양한 사회적 문제 해결을 위한 혁신적인 과학기술 개발에 집중하고 있습니다. 특히, 종이기반 바이오센서와 3D 프린팅 기술을 융합하여 저비용, 고효율의 진단 및 분석 플랫폼을 개발하고 있습니다. 이러한 기술은 의료 인프라가 부족한 개발도상국이나 현장 진단이 필요한 다양한 환경에서 활용될 수 있도록 설계되었습니다. 종이기반 바이오센서는 잉크젯 프린팅, 볼펜 프린팅 등 다양한 프린팅 기법을 활용하여 제작되며, 전기화학적, 광학적 신호 검출이 가능한 집적화된 전기 디바이스로 발전하고 있습니다. 3D 프린팅 기술은 단순한 구조물 제작을 넘어, 바이오센서, 정수 필터, 의료기기 등 다양한 적정기술 제품의 신속한 프로토타이핑과 대량생산을 가능하게 합니다. 연구실은 3D 프린터용 다공성 필라멘트, 하이드로겔 잉크, 전도성 잉크 등 소재 개발에도 앞장서고 있으며, 이를 통해 현장 맞춤형 솔루션을 제공하고 있습니다. 또한, 이러한 기술들은 실제 현장 적용을 위한 특허 등록 및 상용화 연구로 이어지고 있습니다. 이러한 연구는 과학기술의 민주화와 지속가능한 발전을 목표로 하며, 실제로 인도네시아, 캄보디아 등 다양한 국제 협력 프로젝트를 통해 현지 문제 해결에 기여하고 있습니다. 종이기반 진단칩, 3D 프린팅 정수 필터 등은 저비용, 고효율, 접근성 향상이라는 적정기술의 핵심 가치를 실현하며, 미래 사회의 다양한 도전과제에 대응할 수 있는 융합형 과학기술 인재 양성에도 기여하고 있습니다.

연구실의 또 다른 핵심 분야는 인공세포(Artificial Cell) 및 바이오계면(Biological Interface) 연구입니다. 인공세포는 실제 생명체의 세포 구조와 기능을 모사하는 시스템으로, 세포막, 세포외기질(Extracellular Matrix), 인공 바이러스, 인공 미토콘드리아 등 다양한 구성요소를 포함합니다. 본 연구실은 거대 단일막 소포(GUV), 소형 단일막 소포(SUV), 리포좀 등 다양한 나노스케일 구조체를 제작하고, 이 안에서 단백질 재구성, 세포외기질 전달, 에너지 변환, 세포 내 대사 모사 등 복합적인 생명현상을 구현하고 있습니다. 이러한 연구는 중성자 산란, X-선 반사율, 방사광, 양성자/방사선 측정 등 첨단 분석기술을 활용하여 분자 및 원자 수준의 동역학과 구조를 정밀하게 관찰합니다. 이를 통해 인공세포 내에서의 단백질 합성, 세포막-세포외기질 상호작용, 인공 바이러스의 조립 및 기능, 인공 광합성 기관의 에너지 변환 등 다양한 생명현상을 실험적으로 재현하고, 그 원리를 규명하고 있습니다. 또한, 인공세포 기반의 약물전달, 조직재생, 진단 플랫폼 개발 등 응용연구도 활발히 진행되고 있습니다. 이 분야의 연구는 학제간 융합의 대표적인 예로, 화학, 물리, 생명과학, 재료공학, 의공학 등 다양한 전공 배경의 연구자들이 협력하여 새로운 과학기술을 창출하고 있습니다. 인공세포 및 바이오계면 연구는 미래 바이오테크놀로지, 정밀의료, 신약개발, 조직공학 등 다양한 산업 분야로의 확장 가능성을 지니고 있으며, 국제 공동연구와 특허, 논문, 기술이전 등 실질적인 성과로 이어지고 있습니다.