우리 연구실은 기후변화 문제 해결을 위한 첨단 나노소재의 개발에 중점을 두고 있습니다. 최근 전 세계적으로 기후변화와 환경오염이 심각한 사회적 이슈로 대두됨에 따라, 이산화탄소의 전환 및 활용, 수질 정화, 지속 가능한 에너지 생산 등 다양한 분야에서 혁신적인 나노소재의 필요성이 커지고 있습니다. 본 연구실은 저분자 및 고분자 기반의 나노구조체를 바탕으로, 기후변화 대응에 최적화된 소재를 설계하고 합성하는 데 주력하고 있습니다. 특히, 하향식(top-down) 및 상향식(bottom-up) 나노패터닝 기술을 융합하여, 기존 기술의 한계를 극복하는 새로운 나노구조체를 구현하고 있습니다. 액정의 결함 제어, 유기 초분자 자기조립, 이차 스퍼터링 리소그래피 등 다양한 나노패터닝 기법을 활용하여, 촉매, 분리막, 센서 등 실질적 응용이 가능한 고성능 나노소재를 대면적으로 제작할 수 있습니다. 이러한 기술은 이산화탄소 전기화학적 전환, 수처리용 고효율 분리막, 고감도 가스센서 등 다양한 환경 및 에너지 분야에 적용되고 있습니다. 연구실의 대표적인 성과로는, 이산화탄소를 에탄올, 에틸렌 등 고부가가치 화합물로 전환하는 고효율 전기촉매 개발, 해수 담수화용 고투과성/고선택성 분리막, 기후변화 감시 및 안전진단용 고감도 전자센서 등이 있습니다. 이러한 연구는 기후변화 대응을 위한 실질적 기술 혁신에 기여하며, 산업 현장과의 연계를 통해 사회적 파급효과도 창출하고 있습니다.

본 연구실은 차세대 광전자 소자 및 고감도 센서 개발을 위한 나노구조체 연구에 집중하고 있습니다. 유기 및 무기 나노소재의 독특한 전기적, 광학적 특성을 극대화하기 위해, 나노패터닝, 자기조립, 표면 개질 등 다양한 공정기술을 융합하여 새로운 기능성 구조체를 설계합니다. 예를 들어, 액정 및 초분자 덴드리머의 자기조립을 이용한 5 nm 이하의 고해상도 패턴, 블록공중합체 기반의 나노가이드 패턴, 이차 스퍼터링을 활용한 다성분계 나노패턴 등은 기존 반도체 및 센서 제조공정의 한계를 뛰어넘는 혁신적 접근법입니다. 이러한 나노구조체는 고성능 광전자 소자(예: 양자점 디스플레이, 유기태양전지, 광센서) 및 초고감도 화학/생체 센서(예: 호흡분석용 VOC 센서, 수소/암모니아/이산화탄소 감지 센서, 바이오센서) 개발에 적용되고 있습니다. 특히, 나노구조의 표면 및 계면 제어를 통해 선택적 분자 인식, 신호 증폭, 노이즈 저감 등 센서의 핵심 성능을 획기적으로 향상시키고 있습니다. 최근에는 인공지능 기반 신호 분석 및 딥러닝을 접목하여, 기존 센서의 한계를 뛰어넘는 초고감도 신호 검출 시스템도 개발하고 있습니다. 연구실의 주요 성과로는, MXene, 그래핀, 금속산화물 등 다양한 2차원 소재를 활용한 고신뢰성 센서, 나노패턴 기반의 전자코(e-nose) 시스템, 광추출 효율을 극대화한 차세대 디스플레이용 광학 구조체 등이 있습니다. 이러한 연구는 미래형 스마트 디바이스, 환경·의료 모니터링, 산업용 안전진단 등 다양한 분야에서 실질적 혁신을 이끌고 있습니다.