KAIST OOEM 연구실

녹색성장지속가능대학원-탄소중립기술시스템 정희태

KAIST 유기광전자재료 연구실(OOEM Lab)은 나노구조체 기반의 첨단 소재 및 소자 개발을 선도하는 연구실로, 기후변화 대응, 차세대 에너지, 환경, 광전자 및 센서 분야에서 세계적인 연구 역량을 보유하고 있습니다. 본 연구실은 저분자 및 고분자 나노소재의 설계와 합성, 그리고 하향식(top-down) 및 상향식(bottom-up) 나노패터닝 기술을 융합하여, 기존 기술의 한계를 극복하는 혁신적인 나노구조체를 구현하고 있습니다. 특히, 액정 자기조립, 초분자 덴드리머, 블록공중합체, 이차 스퍼터링 리소그래피 등 다양한 나노패터닝 기법을 활용하여, 촉매, 분리막, 센서, 광전자 소자 등 실질적 응용이 가능한 고성능 소재를 대면적으로 제작하는 데 주력하고 있습니다. 연구실의 대표 연구 분야 중 하나는 기후변화 대응을 위한 첨단 나노소재 개발입니다. 이산화탄소의 전기화학적 전환 및 활용, 해수 담수화용 고투과성/고선택성 분리막, 고감도 가스센서 등 환경 및 에너지 문제 해결에 직접적으로 기여하는 다양한 소재와 소자를 개발하고 있습니다. 예를 들어, 고밀도 스텝사이트를 갖는 구리 기반 촉매, 다성분계 나노입자 합성, MXene 기반 전극 및 센서 등은 이산화탄소의 고효율 전환, 수질 정화, 지속 가능한 에너지 생산 등에서 탁월한 성능을 보이고 있습니다. 또 다른 핵심 연구 분야는 차세대 광전자 소자 및 고감도 센서 개발입니다. 유기 및 무기 나노소재의 독특한 전기적, 광학적 특성을 극대화하기 위해, 나노패터닝, 자기조립, 표면 개질 등 다양한 공정기술을 융합하여 새로운 기능성 구조체를 설계합니다. 이러한 나노구조체는 양자점 디스플레이, 유기태양전지, 광센서, 전자코(e-nose), 호흡분석용 VOC 센서, 바이오센서 등 다양한 분야에서 실질적 혁신을 이끌고 있습니다. 특히, 인공지능 기반 신호 분석 및 딥러닝을 접목한 초고감도 신호 검출 시스템도 개발하여, 기존 센서의 한계를 뛰어넘는 성능을 구현하고 있습니다. 연구실은 이론적 설계, 합성, 공정, 소자 제작, 신호 분석까지 전주기적 연구 역량을 갖추고 있으며, 국내외 산학연 협력 및 다수의 특허, 논문, 기술이전 실적을 보유하고 있습니다. 또한, 다양한 국가 및 국제 연구과제, 산업체 공동연구, 글로벌 연구 네트워크를 통해 연구성과의 실용화와 사회적 파급효과 창출에도 앞장서고 있습니다. 이처럼 KAIST OOEM 연구실은 나노기술 기반의 융합적 접근을 통해, 기후변화, 에너지, 환경, 첨단 디바이스 등 다양한 미래 사회 문제 해결에 기여하고 있습니다. 앞으로도 혁신적인 나노소재 및 소자 개발을 통해, 지속 가능한 미래와 산업적 가치 창출에 앞장설 것입니다.