이 연구실의 핵심 축 가운데 하나는 ZnO, CuO, SnO2, NiO 등 금속산화물 기반의 나노구조체를 활용하여 고감도·고선택성 가스센서 소재를 개발하는 것이다. 특히 전기방사 공정을 이용한 나노섬유 합성, 나노선 및 위스커 구조 제어, 다공성 구조 형성을 통해 표면 반응 면적을 극대화하고, 저농도 유해가스 및 휘발성유기화합물의 검출 성능을 높이는 연구를 지속적으로 수행하고 있다. 대표 논문들에서는 ZnO 나노섬유의 수소 감지, CuO 나노섬유의 결정립 성장과 감응 특성, 다양한 산화물 나노구조의 NO2 및 VOC 감응 특성이 확인되어 연구실의 전문성이 잘 드러난다. 이 분야에서 연구실은 단순한 재료 합성에 머무르지 않고, 감응 메커니즘 규명까지 함께 다룬다는 점이 특징이다. 결정립 크기, 기공 구조, 표면 흡착 특성, p-n 이종접합 형성, 촉매 나노입자 도입 등이 전기적 응답에 어떤 영향을 미치는지를 분석하고, 이를 바탕으로 센서의 응답속도, 회복특성, 검출한계, 선택성 향상 전략을 제시한다. 또한 희토류 산화물 첨가, 금속 촉매 매립, 나노클러스터 형성, 이온빔 및 열처리 조건 제어 등 복합적인 재료공학적 접근을 통해 실제 환경에서 안정적으로 동작하는 감응소재를 설계하고 있다. 이러한 연구는 수소 안전관리, 대기오염 감시, 산업현장 유해가스 검출, 실내 공기질 진단, 차세대 전자후각 시스템 등으로 확장될 수 있다. 특히 습도에 둔감하면서도 sub-ppm 수준의 VOC를 선택적으로 검출하는 센서 개발 과제는 실용화 가능성이 매우 높다. 연구실은 나노재료의 구조 설계와 센서 성능 최적화를 유기적으로 연결함으로써, 환경·에너지·안전 분야에서 활용 가능한 고부가가치 전자세라믹 센서 소재를 개발하는 방향으로 연구를 고도화하고 있다.

최선우 연구실은 전자세라믹스 기반 기능성 소재의 성능을 향상시키기 위해 표면 및 계면을 정밀하게 제어하는 연구를 수행하고 있다. 연구자의 학문적 배경이 전자세라믹스와 표면처리·박막기술에 기반하고 있는 만큼, 세라믹 재료의 미세구조와 전기적 특성, 촉매 활성, 표면 안정성 간의 상관관계를 정교하게 다루는 접근이 두드러진다. 금속산화물 표면에 촉매 금속을 도입하거나, 이종 반도체 계면을 형성하거나, 박막과 입자 구조를 복합화하는 방식으로 감응 특성과 기능성을 동시에 끌어올리는 연구가 대표적이다. 실제로 연구실의 논문과 학술발표에는 Au 나노입자 표면 위 반도체 박막 유도 촉매 시너지, ZnO·NiO 복합 나노섬유, ZnO 나노클러스터가 형성된 TeO2 나노선, SnO2 기반 기능화 탄소나노튜브 등 다양한 계면설계 전략이 등장한다. 이는 단순한 단일소재 개발보다 복합구조와 계면공학이 소재 성능 향상에 더 효과적이라는 연구실의 관점을 보여준다. 또한 열처리, 마이크로파 조사, 불꽃 화학기상증착, 빔 조사 등 공정 변수에 따라 표면 상태와 상(phase) 진화가 어떻게 바뀌는지 분석하여, 전기적 응답과 화학적 반응성을 동시에 최적화하고 있다. 이러한 표면·계면 기능화 기술은 센서뿐 아니라 촉매, 전극, 보호도금, 기능성 박막 등 다양한 응용처로 연결된다. 최근 수행 중인 전기차용 EV 릴레이 변색방지 은도금 기술개발 과제는 연구실이 축적해 온 표면처리 역량이 산업 부품의 내구성과 신뢰성 개선으로 이어질 수 있음을 보여준다. 따라서 이 연구 주제는 전자세라믹스의 기초 물성 연구와 실제 산업소재 적용을 이어주는 중간 플랫폼으로서 연구실의 정체성을 형성하는 중요한 축이라고 할 수 있다.

이 연구실은 기능성 나노소재를 환경 및 에너지 문제 해결에 적용하는 응용지향 연구도 활발히 수행하고 있다. 연구 주제는 유해가스 및 악취 저감을 위한 센서와 공정기술, 산업 배출원의 대기오염물질 관리, 전기차 부품용 표면기술, 에너지 저장 시스템용 복합막 소재 등으로 폭넓게 전개된다. 이는 재료 합성 자체보다도, 합성된 소재가 실제 산업 현장에서 어떤 역할을 할 수 있는지에 초점을 맞춘 연구 방향으로 이해할 수 있다. 대표적으로 아스콘 사업장 배출 대기오염물질의 지능형 관리 및 최적관리 실증 기술 개발 과제에서는 공정 설계, 오염 저감 설비, 폐열회수, IoT 기반 통합관리 시스템이 함께 다뤄진다. 이는 재료 연구를 센서 네트워크와 공정 운영 최적화로 확장하는 사례이다. 또한 VOC 검출용 감응재료 개발 과제에서는 고습 환경에서도 안정적인 검지가 가능하도록 소수성 희토류 산화물과 금속산화물 나노섬유를 결합하고, 패턴인식 기법을 접목해 실제 환경 적용성을 높이고 있다. 더불어 연료전지·레독스 플로우 배터리 관련 발표를 통해 에너지 소재 분야로의 확장 가능성도 나타난다. 이러한 연구는 친환경 공정, 산업안전, 스마트 환경 모니터링, 전기차 부품 신뢰성 향상, 차세대 에너지 시스템으로 연결되는 실용적 가치가 크다. 연구실은 재료 합성-구조 제어-성능 평가-현장 적용이라는 전주기적 관점을 지니고 있으며, 산학협력을 통해 기술 사업화 가능성까지 고려하고 있다. 따라서 본 연구 주제는 기능성 나노소재를 기반으로 환경오염 저감과 에너지 효율 향상이라는 사회적 요구에 대응하는 융합형 연구영역으로 볼 수 있다.