본 연구실은 고분자 기반의 신축성 전자피부(e-skin)와 바이오모사 센서 개발에 중점을 두고 있습니다. 전자피부는 인간의 피부와 유사한 기계적 유연성과 감각 기능을 갖추고 있어, 웨어러블 헬스케어, 인간-기계 인터페이스, 로봇 공학 등 다양한 분야에서 혁신적인 응용이 가능합니다. 특히, 본 연구실에서는 폴리머 신축성 소재를 활용하여 높은 신축성과 내구성을 갖는 전자피부를 구현하고, 이를 통해 미세한 압력, 변형, 온도, 습도 등 다양한 생체 신호를 정밀하게 감지할 수 있는 기술을 개발하고 있습니다. 이러한 전자피부는 단순한 신호 감지 기능을 넘어, 생분해성 소재를 적용하여 환경 친화적이며, 인체에 무해한 특성을 갖추고 있습니다. 예를 들어, 산화 저항성이 뛰어난 셀룰로오스 종이 기반의 압력 센서, 잎 스켈레톤을 이용한 초민감 전자피부 등은 기존의 합성 고분자 기반 센서가 가진 환경오염 문제를 해결할 수 있는 대안으로 주목받고 있습니다. 또한, 쥐의 수염을 모사한 인공 감각 시스템, 다기능 감지 구조(오리가미, 키리가미 등) 등 다양한 바이오모사 전략을 적용하여, 실제 피부의 감각 능력을 뛰어넘는 다중 감지 및 텍스처 인식이 가능한 전자피부를 구현하고 있습니다. 본 연구실의 전자피부 및 바이오모사 센서 연구는 웨어러블 헬스케어, 재활 의료, 스마트 로보틱스, 인간-기계 인터페이스 등 다양한 미래 산업에 적용될 수 있으며, 차세대 스마트 시스템의 핵심 기술로 자리매김하고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 고분자 소재의 구조적·기능적 혁신을 바탕으로, 더욱 정밀하고 친환경적인 전자피부 및 센서 기술 개발에 매진할 계획입니다.

본 연구실은 차세대 에너지 저장 및 변환 소자 개발을 위해 MXene과 고분자 복합체를 활용한 슈퍼커패시터, 나노발전기, 전기화학 촉매 등 다양한 에너지 소자 연구를 선도하고 있습니다. MXene은 2차원 전이금속 카바이드/나이트라이드로, 우수한 전기전도성과 표면 활성, 높은 이온 저장 용량을 바탕으로 에너지 저장 및 변환 분야에서 각광받는 신소재입니다. 본 연구실에서는 MXene과 다양한 금속 산화물, 고분자, 나노입자 등을 복합화하여, 전극의 구조적 안정성, 전기화학적 성능, 내구성 등을 극대화하는 연구를 수행하고 있습니다. 특히, Ag-doped MgCo2O4/MXene, MoO3/MnFe2O4/MXene, Ti3C2Tx-MXene 기반 2D/3D 이종구조 등 다양한 복합체를 설계하여, 높은 비정전용량, 우수한 사이클 안정성, 낮은 내부 저항을 달성하였습니다. 또한, 실리카 나노입자 삽입을 통한 MXene 층간 거리 조절, 산화 제어를 통한 이종구조 형성 등 혁신적인 합성 전략을 도입하여, 트라이보일렉트릭 나노발전기(TENG), 슈퍼커패시터, 전기화학 촉매 등 다양한 에너지 소자의 성능을 획기적으로 향상시켰습니다. 이러한 연구는 친환경적이고 고성능의 에너지 저장·변환 소자 개발을 통해, 웨어러블 전자기기, 스마트 센서, 신재생 에너지 시스템 등 다양한 응용 분야에 기여하고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 MXene 및 고분자 복합체의 구조 제어, 계면 공학, 나노공정 기술을 융합하여, 차세대 에너지 소자의 상용화와 지속가능한 에너지 사회 구현에 앞장설 것입니다.

본 연구실은 고분자 표면 및 계면의 구조적·화학적 제어를 통해 초발수, 초발유, 항오염, 항빙, 자가세정 등 다양한 기능성 코팅 기술을 개발하고 있습니다. 계면 제어는 고성능 전자소자, 에너지 소자, 바이오센서 등 첨단 응용 분야에서 핵심적인 역할을 하며, 본 연구실은 광리소그래피, 몰딩, 스프레이 코팅, 직접 잉크 프린팅 등 다양한 미세구조 형성 기술을 활용하여, 마이크로/나노 계층 구조를 구현하고 있습니다. 예를 들어, PDMS/실리카 나노입자 기반의 계층적 마이크로후두 구조, 실리카-플루오로폴리머 하이브리드 나노입자 기반의 투명 초발수/초발유 코팅, 리블렛 구조를 갖는 상어비늘 모사 미세돌기 구조체 등은 자연계에서 영감을 받은 혁신적인 표면 설계 사례입니다. 이러한 표면은 물과 오일의 접촉각을 극대화하여, 액체의 튕김, 오염 방지, 결빙 억제, 자가세정 등 다양한 기능을 실현할 수 있습니다. 또한, 표면의 계면 에너지, 미세구조, 화학적 조성 등을 정밀하게 조절하여, 다양한 기판 및 환경에 적용 가능한 맞춤형 기능성 코팅을 개발하고 있습니다. 이러한 기능성 표면/계면 기술은 전자피부, 웨어러블 센서, 에너지 소자, 환경 정화, 산업용 코팅 등 다양한 분야에 적용되어, 제품의 내구성, 신뢰성, 환경 친화성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 자연모사 기반의 표면 공학과 고분자 계면 제어 기술을 융합하여, 차세대 스마트 소재 및 기능성 표면 기술의 혁신을 이끌어갈 것입니다.