본 연구실은 스마트 구조재료와 자가감지 복합소재의 개발에 중점을 두고 있습니다. 탄소나노튜브(CNT)와 폴리머, 시멘트 복합체를 활용하여 구조물의 하중, 변형, 균열, 온도 등 다양한 물리적 변화를 실시간으로 감지할 수 있는 첨단 재료를 연구합니다. 이러한 자가감지형 복합소재는 기존의 센서 부착 방식과 달리 구조물 자체가 센서 역할을 수행함으로써, 구조물의 안전성과 유지관리 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 연구실에서는 CNT/폴리우레탄, CNT/에폭시, CNT/시멘트 복합체 등 다양한 조성의 복합소재를 실험적으로 제작하고, 전기적·기계적 특성 및 감지 성능을 평가합니다. 또한, 스크린 프린팅, 3D 프린팅 등 첨단 제조기술을 적용하여 대면적, 다양한 형상의 센서 및 코팅제를 개발하고 있습니다. 실험실 수준의 연구를 넘어 실제 교량, 도로, 터널, 철도 등 다양한 인프라 구조물에 적용하여 현장 검증도 활발히 진행 중입니다. 이러한 자가감지 복합소재는 구조물 건전성 모니터링(SHM), 충격 및 하중 감지, 온도 및 결빙 감지, 스마트 보수재 등 다양한 응용 분야에 활용되고 있습니다. 특히, IoT 시스템과 연계하여 실시간 데이터 수집 및 분석이 가능하며, 미래 스마트 시티와 지속가능한 인프라 구축에 핵심적인 역할을 할 것으로 기대됩니다.

연구실은 구조물의 내구성과 기능성을 극대화하기 위한 다기능성 코팅 및 스마트 인프라 시스템 개발에도 집중하고 있습니다. 탄소나노튜브 기반의 코팅제는 결빙 감지 및 제거, 온도 감지, 자가발열, 자가치유 등 다양한 기능을 동시에 구현할 수 있어, 도로, 교량, 철도 등 다양한 인프라 구조물의 안전성과 유지관리에 혁신을 가져오고 있습니다. 특히, 겨울철 도로 결빙 문제를 해결하기 위해 CNT/폴리우레탄 및 CNT/에폭시 복합체를 활용한 발열 코팅제를 개발하였으며, 실제 도로 포장 및 교량 표면에 적용하여 결빙 방지 및 신속한 제빙 효과를 입증하였습니다. 또한, CNT 기반의 스마트 스킨(smart skin) 및 패치 센서를 이용해 구조물의 균열, 변형, 충격 등을 실시간으로 감지하고, IoT 기반 모니터링 시스템과 연동하여 구조물의 이상 징후를 조기에 탐지할 수 있도록 하였습니다. 이러한 다기능성 코팅 및 스마트 인프라 시스템은 친환경적이고 지속가능한 도시 인프라 구축에 기여하며, 미래형 스마트 시티의 핵심 기술로 자리매김하고 있습니다. 더불어, 다양한 특허와 산학협력 프로젝트를 통해 실제 산업 현장에 적용 가능한 솔루션을 지속적으로 개발하고 있습니다.

연구실은 혁신적인 건설재료 개발과 더불어 에너지 및 환경 문제 해결을 위한 융합 연구도 활발히 수행하고 있습니다. 초고성능 콘크리트(UHPC), 지오폴리머, 금속-유기 골격체(MOF) 등 첨단 재료를 활용하여 구조물의 기계적 성능, 내구성, 친환경성, 다기능성을 동시에 향상시키는 연구를 진행하고 있습니다. 또한, 구조물의 수명 연장과 유지관리 비용 절감을 위한 보수·보강용 스마트 재료 개발에도 앞장서고 있습니다. 에너지 및 환경 분야에서는 태양열 담수화, 열전 발전을 통한 그린 수소 생산, 열전도성 및 전기전도성 복합소재를 활용한 에너지 하베스팅 등 다양한 융합 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 구조물의 에너지 효율을 높이고, 기후변화 및 환경오염 문제 해결에 기여할 수 있는 지속가능한 솔루션을 제시합니다. 연구실은 국내외 유수 대학 및 연구기관과의 협력, 정부 및 산업체 지원 프로젝트, 다수의 특허 및 논문 발표를 통해 혁신적 건설재료와 에너지·환경 융합 기술의 실용화와 확산에 기여하고 있습니다. 이를 통해 미래 도시와 인프라의 지속가능성과 회복력을 높이는 데 중요한 역할을 하고 있습니다.