이 연구 주제는 고분자 화학을 기반으로 표면과 계면에서 발생하는 물리·화학적 현상을 정밀하게 제어하고, 이를 통해 기능성 소재의 성능을 극대화하는 데 초점을 둔다. 연구실은 고분자 박막, 탄성체, 복합재, 나노입자 및 나노와이어와 같은 다양한 재료 시스템에서 표면 에너지, 젖음성, 접착성, 마찰 특성, 기계적 안정성의 상관관계를 분석하며, 원하는 기능을 갖는 표면 구조를 설계한다. 특히 주름(wrinkle), 나노크랙, 미세돔, 리블렛, 다공성 구조와 같은 계층적 미세구조를 구현하여 기존 평탄 표면이 제공하지 못하는 새로운 기능을 부여하는 연구가 두드러진다. 연구 방법 측면에서는 광패터닝, 포토리소그래피, 스프레이 코팅, UV 경화, 박막 코팅, 계면 응력 조절, 증발 유도 정렬 등 공정 기술을 적극적으로 활용한다. 반도체 나노와이어의 자기정렬 및 전사, 유전체 기판 위 패턴 그래핀의 직접 성장, 초발수·초발유 표면 제작, 투명/기계적 내구성을 갖는 코팅층 형성 등은 모두 표면·계면 제어 역량을 보여주는 대표 사례다. 이러한 접근은 재료의 조성뿐 아니라 구조와 형상, 계면 상호작용을 동시에 설계해야 한다는 점에서 고분자 기반 기능성 재료 연구의 핵심 축을 이룬다. 응용 측면에서 이 연구는 전자소자, 센서, 코팅, 광학 소재, 접착 시스템 등 다양한 산업으로 확장될 수 있다. 표면 구조를 정교하게 제어하면 방오, 자가세정, 저마찰, 선택적 젖음성, 높은 접착력, 구조적 안정성 같은 다기능 특성을 동시에 확보할 수 있으며, 이는 차세대 유연전자소자와 산업용 보호 코팅 개발에 직접 연결된다. 연구실의 축적된 표면·계면 설계 기술은 고분자 화학의 기초 연구를 넘어 실제 제조 공정과 대량생산 가능성을 고려한 응용 연구로 이어지고 있다는 점에서 의미가 크다.

이 연구 주제는 자연계의 구조와 기능을 모방하여 사람의 피부처럼 유연하고 민감하게 반응하는 전자피부와 웨어러블 센서를 개발하는 데 목적이 있다. 연구실은 상어 피부, 악어 피부, 문어 빨판, 잎 표면 등 다양한 생체 표면의 구조적 특징을 공학적으로 재해석하여 압력, 변형, 촉각, 생체신호를 안정적으로 감지할 수 있는 차세대 인터페이스를 설계한다. 특히 단순한 센서 제작을 넘어 피부 부착성, 신축성, 장기 안정성, 생분해성, 생체적합성까지 함께 고려하는 점이 특징이다. 세부적으로는 고분자 브러쉬, PDMS 미세 흡착 구조, 열가소성 폴리우레탄 나노섬유, 금 나노클러스터, MXene, PEDOT 등의 재료를 활용해 압저항형, 정전용량형, 색변화형 센서와 마이크로 슈퍼커패시터를 구현한다. 또한 표면 주름과 나노크랙을 이용해 높은 선형성과 유연성을 확보하거나, 인장에 따라 광학 신호가 변화하는 변색 필름을 설계하는 등 구조 기반 감지 메커니즘 연구도 활발하다. 최근에는 생분해성 전자피부, 수중 환경에서도 동작 가능한 방오 전자피부, 휴먼-머신 인터페이스용 피부 접착 패치 등으로 연구가 확대되고 있다. 이러한 연구는 개인 맞춤형 헬스케어, 재활 모니터링, 소프트 로봇, 인간-기계 상호작용, 디지털 바이오 센싱 분야에서 높은 파급력을 가진다. 피부에 부드럽게 밀착되면서도 반복 변형에 견디는 센서는 실시간 건강 모니터링과 자연스러운 사용자 경험 구현에 필수적이다. 연구실은 생체모사 구조 설계와 고분자 기반 유연소재 기술을 결합해, 차세대 웨어러블 전자기기의 핵심 플랫폼을 구축하고 있으며, 환경친화성과 사용자 친화성을 동시에 만족하는 전자피부 기술로 발전시키고 있다.

이 연구 주제는 환경 부담을 줄이면서도 고성능을 구현할 수 있는 친환경 고분자 소재와 코팅 시스템, 그리고 폐고분자 재활용 공정을 개발하는 데 중점을 둔다. 최근 전자폐기물과 유해 화학물질 문제, 휘발성 유기화합물 저감 요구, 지속가능한 소재 전환 필요성이 커지면서 고분자 기반 친환경 기술의 중요성이 높아지고 있다. 연구실은 생분해성 전자소재, 수분산 폴리우레탄, 포름알데히드 프리 형광안료 조성물, 크롬프리 및 BTEX-free 방청 코팅 등 친환경성과 성능을 함께 고려한 재료 시스템을 폭넓게 다루고 있다. 대표적으로 폐폴리우레탄 해중합을 통한 재생 폴리올 제조와 공정 최적화 연구는 순환경제 관점에서 매우 중요한 과제다. 이 과정에서 용매 조건, 촉매 설계, 반응 메커니즘, 생성물 분석을 체계적으로 다루며, 단순 폐기 대신 원료 수준으로 되돌리는 업사이클링 기술을 목표로 한다. 동시에 산업 현장에서 요구되는 내식성 향상 복합 코팅제, 저VOC 수분산 수지, 고휘도·고시인성 형광안료용 수지 조성 개발 등은 실제 산업 적용성을 강하게 반영한다. 3D 스캔용 제거 용이 코팅 조성물과 같은 특화 기술도 표면화학과 친환경 공정 설계의 응용 사례로 볼 수 있다. 이 연구의 의의는 환경친화적 소재 개발이 단순히 규제 대응 차원을 넘어 새로운 산업 경쟁력을 만드는 핵심 기술이라는 점에 있다. 재활용 가능한 고분자 원료, 저독성 코팅제, 친환경 전자재료가 확보되면 선박, 디스플레이, 센서, 산업용 도장, 기능성 안료 등 다양한 분야에서 지속가능한 제조 체계를 구축할 수 있다. 연구실은 고분자 합성, 표면 개질, 복합재 설계, 공정 기술을 유기적으로 연결하여, 친환경성과 고기능성을 동시에 달성하는 차세대 화학소재 플랫폼을 제시하고 있다.