장용우 연구실은 탄소나노튜브 얀(CNT yarn)과 같은 첨단 나노소재를 활용하여 섬유형 바이오센서 및 에너지 저장 시스템을 개발하는 데 주력하고 있습니다. 이러한 연구는 이식형 의료기기, 웨어러블 디바이스, 전자피부 등 다양한 바이오메디컬 응용 분야에서 핵심적인 역할을 합니다. 특히, CNT 기반의 전극은 뛰어난 전기적 특성과 기계적 유연성을 바탕으로 생체 내 환경에서도 안정적으로 동작할 수 있어, 실시간 생체 신호 감지 및 에너지 저장에 적합합니다. 연구실에서는 ROS(활성산소종) 센서와 슈퍼커패시터가 결합된 이중 기능성 디바이스, 폴리도파민-탄소나노튜브 복합체를 이용한 항바이오파울링(anti-biofouling) 슈퍼커패시터, 그리고 다양한 이온을 선택적으로 감지할 수 있는 멀티플렉스 이온 센서 등 혁신적인 기술을 선보이고 있습니다. 이들 기술은 혈액, 타액, 생체유체 등 다양한 환경에서의 생체 신호 모니터링과 에너지 공급을 동시에 실현할 수 있도록 설계되었습니다. 또한, 전극의 표면 개질 및 하이드로겔 코팅 등으로 생체적합성과 내구성을 극대화하여, 장기간 이식 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있습니다. 이러한 연구는 차세대 이식형 의료기기, 웨어러블 헬스케어 시스템, 스마트 텍스타일 등 다양한 분야로의 확장 가능성을 보여주고 있습니다. 실제로, 연구실의 기술은 실시간 생체 신호 감지, 에너지 하베스팅 및 저장, 질병 진단 및 모니터링 등 다양한 의료 및 헬스케어 응용에 적용되고 있으며, 관련 특허 및 논문을 통해 그 우수성이 입증되고 있습니다.

장용우 연구실은 인간의 후각 시스템을 모방한 전자코(electronic nose)와 후각 신경 자극 기술을 융합하여, 질병 진단 및 신경재활 분야에서 혁신적인 솔루션을 제시하고 있습니다. 전자코 시스템은 다양한 가스 센서와 바이오센서를 결합하여, 체취, 호흡, 소변, 대변 등에서 발생하는 휘발성 유기화합물(VOC)을 정밀하게 감지하고, 이를 기반으로 질병 특이적 바이오마커를 탐지할 수 있습니다. 특히, 신생아 인큐베이터 내 감염 모니터링, 실시간 니코틴 검출, 감염균 탐지 등 다양한 임상 현장에 적용 가능한 전자코 모듈을 개발하고 있습니다. 또한, 연구실은 비접촉식 40Hz 후각망울 자극 스마트 안경, 전자기파 기반 후각 신경 자극 장치 등 신경 자극 기술을 활용하여 치매, 후각 기능 손상 등 신경계 질환의 진단 및 치료에 새로운 패러다임을 제시하고 있습니다. 이 기술들은 웨어러블 디바이스와 결합되어, 비침습적이고 실시간으로 신경 신호를 측정하거나 자극함으로써, 환자의 상태를 정밀하게 모니터링하고 맞춤형 치료를 가능하게 합니다. 특히, 머신러닝 및 딥러닝 기반의 신호 분석 알고리즘을 접목하여, 후각 반응의 디지털 표현형을 추출하고, 조기 치매 진단 등 정밀의료 분야로의 확장도 활발히 이루어지고 있습니다. 이러한 연구는 전통적인 진단·치료 방법의 한계를 극복하고, 환자 맞춤형 정밀의료, 스마트 헬스케어, 신경재활 등 다양한 분야에서 새로운 가치를 창출하고 있습니다. 실제로, 관련 특허와 사업화 프로젝트를 통해 기술의 실용화와 상용화가 적극적으로 추진되고 있으며, 국내외 학술대회 및 산업계에서도 높은 관심을 받고 있습니다.