스마트 항산화 나노입자는 환경 및 생물학적 시스템에서 발생하는 다양한 산화적 스트레스를 효과적으로 제어할 수 있는 혁신적인 소재입니다. 본 연구실에서는 3차원 구조를 갖는 유기-무기 하이브리드 나노입자, 아미노클레이 기반 나노소재, 그리고 식물 유래 탄소나노점 등 다양한 항산화 나노입자를 합성하고 있습니다. 이들 나노입자는 높은 항산화 활성, 생체적합성, 그리고 표적 전달 능력을 갖추고 있어, 기존 항산화제의 한계를 극복할 수 있습니다. 이러한 나노입자는 미세먼지, 중금속, 유기오염물 등 환경 유해물질로부터의 보호뿐만 아니라, 피부 노화 방지, 항암, 항염증, 항균 등 생물학적 응용에서도 탁월한 효과를 보이고 있습니다. 특히, 천년초, 황칠 등 천연물 추출물과 결합된 나노입자는 피부 세포의 산화 스트레스 완화, 미세먼지로 인한 손상 예방, 그리고 항암 활성 증진 등 다양한 기능성 화장품 및 의약품 개발에 활용되고 있습니다. 연구실은 나노입자의 합성, 표면 기능화, 생체 내외 안전성 평가, 그리고 실제 환경 및 생물학적 시스템에서의 응용까지 전주기적 연구를 수행합니다. 이를 통해 차세대 친환경 항산화 소재의 개발과 상용화, 그리고 인류 건강 증진 및 환경 개선에 기여하고자 합니다.

유기-무기 하이브리드 나노소재는 환경오염물질의 제거, 에너지 저장 및 변환, 그리고 바이오리파이너리 등 다양한 분야에서 혁신적인 역할을 하고 있습니다. 본 연구실에서는 아미노클레이, 나노클레이, 하이브리드 촉매 등 다양한 하이브리드 나노소재를 개발하여, 수처리, 대기정화, 미세조류 수확 및 바이오디젤 생산, 이산화탄소 포집 및 전환, 리튬이온 및 나트륨이온 배터리 전극 소재 등으로 응용하고 있습니다. 특히, 광촉매 기반의 수처리 및 공기정화 기술은 유해 유기물, 미생물, 미세먼지 등 다양한 오염원을 효과적으로 제거할 수 있으며, 나노소재의 표면 개질 및 복합화 기술을 통해 촉매 활성과 내구성을 극대화하고 있습니다. 또한, 저차원(0D, 1D, 2D) 나노소재를 활용한 차세대 에너지 저장장치(리튬이온/나트륨이온 배터리) 개발에도 주력하고 있습니다. 이러한 연구는 환경오염 저감, 자원순환, 신재생에너지 개발 등 지속가능한 미래 사회 구현에 필수적인 핵심 기술로, 실제 산업 현장 및 공공 인프라에 적용 가능한 솔루션을 제시하고 있습니다. 연구실은 소재 합성부터 파일럿 스케일 적용, 그리고 상용화까지 전주기적 연구를 통해 환경 및 에너지 분야의 혁신을 선도하고 있습니다.

최근 인공지능(AI) 기술은 환경 및 생명과학 분야에서 데이터 기반 예측, 최적화, 신소재 설계 등 다양한 혁신을 이끌고 있습니다. 본 연구실은 미세먼지, 조류 대발생(적조/녹조), 환경오염물질 확산, 신소재 특성 예측 등 다양한 환경·생명과학 데이터를 수집·분석하고, 머신러닝 및 딥러닝 기반 예측 모델을 개발하고 있습니다. 특히, 미세먼지 및 조류 대발생 예측을 위한 AI 모델은 대기질, 수질, 기상, 생물학적 데이터 등 복합적인 빅데이터를 통합 분석하여, 실시간 예측 및 조기경보 시스템 구축에 활용되고 있습니다. 또한, 신소재(나노입자, 촉매 등)의 합성 조건과 성능 간의 상관관계를 AI로 분석하여, 최적화된 소재 설계 및 신속한 신소재 개발을 가능하게 하고 있습니다. 이러한 AI 기반 연구는 환경오염 저감, 공중보건 향상, 신소재 개발 가속화 등 다양한 사회적 요구에 부응하며, 실제 산업 및 공공 정책에 적용 가능한 데이터 기반 의사결정 지원 시스템으로 발전하고 있습니다. 연구실은 AI와 환경·생명과학의 융합을 통해 미래 지향적 연구 패러다임을 선도하고 있습니다.