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신성철 연구실
서울대학교 농림생물자원학부
신성철 교수
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프로젝트
논문
구성원

신성철 연구실

서울대학교 농림생물자원학부 신성철 교수

신성철 연구실은 셀룰로오스 나노섬유와 펄프 등 자연 유래 고분자를 기반으로 한 바이오소재 개발, 3D 바이오프린팅 및 정밀 적층제조, 오가노이드 조립체와 조직공학 응용을 중심으로 연구를 수행하며, 생체적합성 하이드로겔·바이오잉크·조직재생용 소재를 설계하여 재생의학, 바이오제조, 식품 및 지속가능 소재 산업으로의 확장을 추구하고 있다.

대표 연구 분야
연구 영역 전체보기
셀룰로오스 기반 바이오소재 및 하이드로겔 개발 thumbnail
셀룰로오스 기반 바이오소재 및 하이드로겔 개발
연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

22총합

5개년 연도별 피인용 수

629총합
주요 논문
3
논문 전체보기
1
article
|
hybrid
·
인용수 10
·
2025
Dynamic Lithium Transport Pathway via Crack Formation in Phase-Separating Battery Particles
Chihyun Nam, Bonho Koo, Juwon Kim, Jinkyu Chung, Jaejung Song, Danwon Lee, Sungjae Seo, Munsoo Song, Sungchul Shin, Namdong Kim, Markus Weigand, Jian Wang, Jongwoo Lim
IF 16
ACS Nano
Nanoscale cracks within battery particles are ubiquitously induced during battery cycling. Tracking the origin of nanocrack formation and its subsequent propagation remains challenging, although it is crucial for the cycle life and kinetics of batteries. Moreover, it is even more challenging to understand how such nanocracks influence lithium (de)insertion pathways and local strain fields within battery particles. In this study, we utilized <i>operando</i> scanning transmission X-ray microscopy on individual LiFePO<sub>4</sub> (LFP) particles to visualize the relationship between lithium (de)insertion pathways and crack formation and propagation. We first demonstrate the generation mechanism of nanocracks occurs when the lithium insertion pathway at the edge of fresh LFP particles induces strong tensile stress in the middle of the particle. Then, we directly observe the nanocrack propagation mechanism, where the freshly exposed surface near the crack activates a fast lithium (de)insertion pathway, completely altering the internal stress fields near the nanocrack. Once the nanocrack transforms the dynamic lithium pathway and distribution, the delithiation process induces crack-opening tensile stress, while the lithiation process generates crack-closing compressive stress. 3D phase-field simulations support these observations, showing how dynamic lithium distribution shapes stress fields. Our findings reveal a recursive chemo-mechanical loop involving lithium (de)insertion pathways, internal stress fields, and crack development.
https://doi.org/10.1021/acsnano.4c15960
Materials science
Lithium (medication)
Battery (electricity)
Stress (linguistics)
Particle (ecology)
Phase (matter)
Composite material
Chemistry
Physics
2
article
|
green
·
인용수 8
·
2025
Scalable production of human cortical organoids using a biocompatible polymer
Genta Narazaki, Yuki Miura, Sergey D. Pavlov, Mayuri Vijay Thete, Julien G. Roth, Merve Avar, Sungchul Shin, Ji‐il Kim, Zuzana Hudáčová, Sarah C. Heilshorn, Sergiu P. Pașca
IF 26.6
Nature Biomedical Engineering
https://doi.org/10.1038/s41551-025-01427-3
Organoid
Biocompatible material
Production (economics)
Scalability
Nanotechnology
Computer science
Materials science
Biomedical engineering
Cell biology
Biology
3
article
|
bronze
·
인용수 23
·
2023
Gelation of Uniform Interfacial Diffusant in Embedded 3D Printing
Sungchul Shin, Lucia G. Brunel, Betty Cai, David Kilian, Julien G. Roth, Alexis J. Seymour, Sarah C. Heilshorn
IF 19
Advanced Functional Materials
While the human body has many different examples of perfusable structures with complex geometries, biofabrication methods to replicate this complexity are still lacking. Specifically, the fabrication of self-supporting, branched networks with multiple channel diameters is particularly challenging. Here, we present the Gelation of Uniform Interfacial Diffusant in Embedded 3D Printing (GUIDE-3DP) approach for constructing perfusable networks of interconnected channels with precise control over branching geometries and vessel sizes. To achieve user-specified channel dimensions, this technique leverages the predictable diffusion of crosslinking reaction-initiators released from sacrificial inks printed within a hydrogel precursor. We demonstrate the versatility of GUIDE-3DP to be adapted for use with diverse physicochemical crosslinking mechanisms by designing seven printable material systems. Importantly, GUIDE-3DP allows for the independent tunability of both the inner and outer diameters of the printed channels and the ability to fabricate seamless junctions at branch points. This 3D bioprinting platform is uniquely suited for fabricating lumenized structures with complex shapes characteristic of multiple hollow vessels throughout the body. As an exemplary application, we demonstrate the fabrication of vasculature-like networks lined with endothelial cells. GUIDE-3DP represents an important advance toward the fabrication of self-supporting, physiologically relevant networks with intricate and perfusable geometries.
https://doi.org/10.1002/adfm.202307435
Materials science
3D printing
Nanotechnology
Composite material
Chemical engineering
Polymer science
정부 과제
7
과제 전체보기
1
2025년 3월-2026년 12월
|225,000,000
농산가공 부산물 업사이클링 소재를 이용한 조직화 식물성 대체육 산업화 기술 개발 및 상업적 규모의 생산
주관연구개발기관(지구인컴퍼니)은 단백질 대체 식품 시장에 새로운 신소재 공급을 위해 다양한 농산가공 부산물을 업사이클링한 식품 소재를 산업형 설비를 통해 조직화 식물성 대체육 시제품을 제작하고, 물성학적 특성을 개선함. 또한, 농산가공 부산물을 업사이클링한 다양한 식품 소재를 pilot-scale 공정으로 대량생산하고, 3D 프린팅 시스템을 이용한 식물성 ...
업사이클링
식품 3D 프린팅
농산가공 부산물
식물성 대체육
지능형 단백질/지방 잉크
2
2025년 3월-2026년 12월
|302,000,000
농산가공 부산물 업사이클링 소재를 이용한 조직화 식물성 대체육 산업화 기술 개발 및 상업적 규모의 생산
주관연구개발기관(지구인컴퍼니)은 단백질 대체 식품 시장에 새로운 신소재 공급을 위해 다양한 농산가공 부산물을 업사이클링한 식품 소재를 산업형 설비를 통해 조직화 식물성 대체육 시제품을 제작하고, 물성학적 특성을 개선함. 또한, 농산가공 부산물을 업사이클링한 다양한 식품 소재를 pilot-scale 공정으로 대량생산하고, 3D 프린팅 시스템을 이용한 식물성 ...
업사이클링
식품 3D 프린팅
농산가공 부산물
식물성 대체육
지능형 단백질/지방 잉크
3
2023년 2월-2026년 2월
|110,554,000
조직접착 및 재생을 위한 생체분해성이 조절된 펄프 소재 개발
본 연구는 펄프를 조직공학용 생체재료로 활용하는 것을 최종목표로 한다. 이를 위해 1) 가수분해 효소 전달 기술을 개발하여 펄프의 생체분해성을 조절하고, 2) 펄프의 표면 개질과 흡습성 향상을 통해 조직 접착성을 부여하여 궁극적으로 펄프를 3) 체외 세포배양용 소재 및 체내 이식용 조직공학 지지체로 활용하고자 한다
펄프 셀룰로오스
종이 소재
셀룰로오스 나노섬유
생체분해성
조직공학
최신 특허
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록20183D 프린팅을 위한 가시광선 경화용 바이오잉크 조성물 및 이의 제조방법1020180106130
전체 특허

3D 프린팅을 위한 가시광선 경화용 바이오잉크 조성물 및 이의 제조방법

상태
등록
출원연도
2018
출원번호
1020180106130