연구실에서 최근에 진행되고 있는 관심 연구 분야
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웨어러블 및 피부 부착형 전자기기
정재웅 연구실은 차세대 웨어러블 및 피부 부착형 전자기기 개발에 주력하고 있습니다. 기존의 바이오메디컬 디바이스는 딱딱하고 부피가 크며, 인체 조직과의 기계적 특성이 맞지 않아 착용감이 떨어지고 장기적인 사용에 한계가 있었습니다. 이에 연구실은 유연하고 신축성 있는 전자소자 기술을 바탕으로, 피부와 곡면에 밀착되는 소프트 디바이스를 설계하고 있습니다. 이러한 디바이스는 진단 및 치료 기능을 동시에 수행할 수 있으며, 무선 기술과 결합하여 유비쿼터스 헬스케어와 맞춤형 의료의 새로운 패러다임을 제시합니다. 연구실은 전자, 광자, 마이크로플루이딕스 등 다양한 모듈을 통합한 바이오 인터페이스 디바이스를 개발하고 있습니다. 예를 들어, 피부에 부착 가능한 전자 문신(e-tattoo), 무선 통신이 가능한 피부형 센서, 그리고 신체 신호를 실시간으로 모니터링할 수 있는 웨어러블 패치 등이 대표적입니다. 이러한 기술은 심장, 근육, 뇌파 등 다양한 생체 신호를 고해상도로 측정할 수 있으며, 인공지능 기반 데이터 분석과 결합하여 건강 상태를 정밀하게 진단할 수 있습니다. 이러한 웨어러블 및 피부 부착형 전자기기는 기존 의료기기의 한계를 극복하고, 일상생활 속에서 자연스럽게 건강을 관리할 수 있는 환경을 제공합니다. 앞으로는 맞춤형 의료, 원격 진단, 재활 및 스포츠 트레이닝, 인간-기계 인터페이스 등 다양한 분야로의 확장이 기대되며, 연구실은 지속적으로 혁신적인 소재와 시스템 통합 기술을 개발하여 미래 헬스케어의 핵심 기반을 마련하고 있습니다.
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이식형 소프트 바이오일렉트로닉스 및 신경 인터페이스
연구실은 인체 내부에 삽입 가능한 이식형 소프트 바이오일렉트로닉스와 신경 인터페이스 기술 개발에 앞장서고 있습니다. 기존의 이식형 디바이스는 주로 딱딱한 재료로 제작되어 조직 손상과 면역 반응을 유발하는 문제가 있었습니다. 이에 연구실은 생체적합성과 신축성을 갖춘 소프트 전자소자 및 센서를 개발하여, 조직과의 기계적 불일치를 최소화하고 장기적인 안정성을 확보하고 있습니다. 특히, 체온에 반응하여 강성이 변화하는 소재, 무선 충전 및 제어가 가능한 임플란트 디바이스, 그리고 고해상도 신경 신호 측정 및 자극이 가능한 뉴럴 프로브 등 다양한 혁신적 기술을 선보이고 있습니다. 이식형 소프트 디바이스는 뇌, 심장, 혈관 등 다양한 장기에 적용되어, 신경 회로의 실시간 모니터링, 만성 질환의 치료, 약물 전달 및 광유전학적 신경 조절 등 다양한 의료적 응용이 가능합니다. 예를 들어, 무선으로 제어되는 광유전학 임플란트, 체온에 의해 부드러워지는 정맥 주사바늘, 그리고 다기능 신경 프로브 등은 동물 실험 및 임상 연구에서 그 효과와 안전성이 입증되고 있습니다. 이러한 기술은 기존의 침습적이고 불편한 의료기기의 한계를 극복하며, 환자 맞춤형 치료와 장기적 모니터링을 가능하게 합니다. 연구실은 또한 3D 프린팅, 마이크로플루이딕스, 자성 및 광학 소재 등 첨단 제조 및 소재 기술을 융합하여, 다양한 기능을 통합한 모듈형 이식형 디바이스를 개발하고 있습니다. 앞으로는 신경계 질환, 심혈관 질환, 만성 통증 등 다양한 질환의 진단 및 치료에 적용될 수 있으며, 인간-기계 인터페이스와 차세대 바이오메디컬 시스템의 핵심 기술로 자리매김할 것입니다.
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기계적 변환이 가능한 트랜스포머블 일렉트로닉스
정재웅 연구실은 전통적인 정적 형태의 전자기기에서 벗어나, 외부 자극(온도, 자성, 전기 등)에 따라 형태, 강성, 신축성이 자유롭게 변환되는 트랜스포머블 일렉트로닉스(Transformative Electronics) 기술을 선도하고 있습니다. 이러한 기술은 착용자나 환경의 요구에 따라 전자기기의 물성을 실시간으로 조절할 수 있어, 웨어러블, 이식형, 로봇, 디스플레이 등 다양한 분야에 혁신적인 응용이 가능합니다. 연구실은 액체금속, 자성 입자, 자극 반응성 고분자 등 첨단 소재를 활용하여, 온도나 자성 자극에 따라 강성이 변화하거나 3차원 형태로 변형될 수 있는 전자 플랫폼을 개발하고 있습니다. 예를 들어, 체온에 의해 부드러워지는 전자잉크, 자성 기반 3D 형태 변환 시스템, 그리고 전기적 신호에 따라 형태가 변하는 디스플레이 등이 대표적입니다. 이러한 트랜스포머블 일렉트로닉스는 기존의 단일 기능, 고정된 형태의 전자기기와 달리, 사용 환경과 목적에 따라 다양한 기능과 형태로 재구성될 수 있습니다. 이 기술은 웨어러블 및 이식형 바이오일렉트로닉스의 한계를 극복하고, 맞춤형 의료, 스마트 로보틱스, 차세대 인터페이스 등 미래 산업의 핵심 동력으로 주목받고 있습니다. 연구실은 소재, 설계, 제조 공정 등 전주기적 연구를 통해 트랜스포머블 일렉트로닉스의 실용화와 상용화를 적극 추진하고 있으며, 다양한 국내외 협력과 산학연 연계를 통해 기술의 사회적 파급력을 확대하고 있습니다.