The Park Group
화학과 박정은
The Park Group 연구실은 고체무기화학과 플라즈모닉 나노소재 분야에서 세계적인 연구를 선도하고 있습니다. 본 연구실은 금속 나노입자의 정밀 합성과 이들의 광학적, 전기적 특성을 제어하는 기술을 바탕으로, 빛과 물질의 상호작용을 심도 있게 탐구합니다. 특히, 플라즈모닉 나노입자와 다양한 유기·무기 소재 간의 강한 결합 현상(스트롱 커플링) 및 하이브리드 상태의 생성, 동역학 분석에 중점을 두고 있습니다.
연구실의 주요 연구 주제는 플라즈모닉 나노구조의 합성, 광-물질 상호작용, 나노광학 소자 개발, 고감도 바이오센서 및 광학 신호 증폭 기술 등입니다. 입방형 금 나노입자, 큐브-인-큐브 구조, 오픈 크로스-갭 나노큐브 등 다양한 형태의 나노소재를 정밀하게 합성하고, 이들의 표면 특성과 전자기장 증폭 효과를 활용하여 차세대 센서 및 진단 플랫폼을 개발하고 있습니다.
또한, 본 연구실은 플라즈모닉 나노입자를 기반으로 한 바이오센서 개발에 있어서도 탁월한 성과를 내고 있습니다. 표면증강 라만 산란(SERS), 금속증강 형광(MEF) 등 광학적 신호 증폭 기술을 활용하여, 미량의 바이오마커, 바이러스, microRNA 등을 고감도·고정확도로 검출할 수 있는 혁신적인 진단 기술을 연구하고 있습니다. 이러한 기술은 실제 임상 및 현장 진단에 적용될 수 있는 실용성을 갖추고 있습니다.
연구실은 나노소재의 합성 및 기능화, 광학적 특성 분석, 신호 증폭 메커니즘 해석 등 기초 연구뿐만 아니라, 실제 응용을 위한 소자 개발, 특허 출원, 산학협력 등 다양한 활동을 활발히 전개하고 있습니다. 다수의 국제 저명 학술지 논문과 특허, 연구과제 수행을 통해 국내외적으로 높은 평가를 받고 있습니다.
The Park Group은 앞으로도 플라즈모닉 나노소재와 광-물질 상호작용 연구를 기반으로, 나노광학, 바이오센서, 양자 정보 등 첨단 융합 분야에서 혁신적인 연구를 지속적으로 추진할 계획입니다. 이를 통해 과학기술 발전과 사회적 문제 해결에 기여하는 연구실로 자리매김하고자 합니다.
Hybrid Material Metasurfaces
Plasmonic Nanoparticles
Light-Matter Interactions
플라즈모닉 나노구조의 합성과 광-물질 상호작용
플라즈모닉 나노구조는 금속 나노입자에서 발생하는 집단적인 전자 진동 현상인 플라즈몬 공명을 기반으로 하여, 빛과 물질 사이의 상호작용을 극대화할 수 있는 첨단 소재입니다. 본 연구실은 입방형 금 나노입자, 큐브-인-큐브 구조, 오픈 크로스-갭 나노큐브 등 다양한 형태의 플라즈모닉 나노구조를 정밀하게 합성하는 기술을 개발하고 있습니다. 이러한 합성 기술은 나노입자의 크기, 형태, 표면 특성 등을 정밀하게 제어함으로써, 플라즈모닉 특성을 극대화하고 응용 분야에 맞는 맞춤형 소재를 제공할 수 있습니다.
특히, 본 연구실은 플라즈모닉 나노입자와 유기 분자, 반도체, 페로브스카이트 등 다양한 물질과의 강한 결합(스트롱 커플링) 현상을 연구합니다. 이를 통해 광-물질 상호작용의 새로운 물리적 현상을 규명하고, 하이브리드 상태(폴라리톤)의 생성 및 동역학을 분석합니다. 이러한 연구는 양자 광학, 나노광학, 에너지 변환 등 다양한 분야에서 혁신적인 응용 가능성을 제시합니다.
나아가, 본 연구실은 플라즈모닉 나노구조의 합성과 광-물질 상호작용 연구를 바탕으로, 나노광학 소자, 고성능 센서, 양자 정보 처리 등 차세대 기술 개발에 기여하고 있습니다. 이와 같은 연구는 국제적으로도 높은 평가를 받고 있으며, 다수의 저명 학술지 논문과 특허로 그 성과를 입증하고 있습니다.
플라즈모닉 나노소재 기반 바이오센서 및 광학적 신호 증폭
플라즈모닉 나노소재는 표면증강 라만 산란(SERS), 금속증강 형광(MEF) 등 광학적 신호 증폭 기술의 핵심 소재로 활용되고 있습니다. 본 연구실은 금속 나노입자의 표면 특성과 구조적 특이성을 활용하여, 미량의 바이오마커, 바이러스, DNA, microRNA 등을 고감도·고정확도로 검출할 수 있는 바이오센서 플랫폼을 개발하고 있습니다. 특히, 오픈 크로스-갭 나노큐브와 같은 구조는 입자 표면 전체에 균일한 전자기장 증폭을 제공하여, 신호의 정량성과 재현성을 크게 향상시킵니다.
이러한 바이오센서 기술은 기존의 복잡한 분석 장비 없이도, 현장에서 신속하게 질병 진단이나 환경 모니터링이 가능하도록 하는 데 중점을 두고 있습니다. 예를 들어, 구리 결정 과성장 기반의 금 나노프로브를 이용한 바이러스 검출법, 바코드 DNA와 겔 전기영동을 결합한 다중 microRNA 분석법 등은 실제 임상 및 현장 진단에 적용될 수 있는 혁신적인 방법론으로 평가받고 있습니다.
본 연구실의 바이오센서 및 광학 신호 증폭 연구는 나노소재의 합성, 표면 기능화, 신호 증폭 메커니즘 해석 등 기초 연구부터 실제 응용까지 폭넓게 이루어지고 있습니다. 이를 통해 차세대 진단 기술, 정밀 의료, 환경 분석 등 다양한 분야에서 사회적 가치를 창출하고 있습니다.
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Scalable Purification of Gold Nanocubes via Centrifugal Depletion-Induced Flocculation: A Pathway to High-Precision Nanomaterials
ACS Applied Nano Materials, 2025
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Plasmon–Exciton Strong Coupling in Colloidal Au Nanocubes with Layered Molecular J-Aggregates
Nano Letters, 2024
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Strong coupling in plasmonic metal nanoparticles
Nano Convergence, 2023
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폴라리톤 기반 비대칭 반응 제어 연구 수행을 위한진동 원형 이색성 분광기 구축
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카이랄 플라즈몬 나노입자 격자를 이용한 카이로광학적 광-물질 상호작용 연구