이 연구 주제는 MEMS, 마이크로캔틸레버, 스트레인 센서, 마이크로전극 어레이(MEA)를 결합해 심근세포와 심장조직의 전기생리학적·기계생리학적 특성을 동시에 정량화하는 바이오센서 플랫폼 개발에 초점을 둔다. 연구실은 약물에 의해 유도되는 심장독성을 더 정밀하고 빠르게 평가하기 위해 단일 세포부터 2D·3D 심장조직까지 적용 가능한 분석 시스템을 구축하고 있으며, 이를 통해 기존 세포 실험의 재현성과 민감도를 높이고자 한다. 특히 심근세포의 수축력, 박동 동기화, 전기 신호, 성숙도 변화를 통합적으로 읽어내는 것이 핵심 목표다. 이를 위해 연구실은 실리콘 압저항 센서가 집적된 폴리머 캔틸레버, 풀브리지/하프브리지 구조 센서, PDMS 다이어프램, PEDOT:PSS 기반 스트레인 센서, AgNW 및 그래핀 기반 전도성 기판, 오리가미형 3차원 센서 구조 등 다양한 미세구조 소자를 설계·제작한다. 또한 기계적 자극과 전기적 자극을 동시에 부여할 수 있는 바이오리액터와 웰플레이트형 고처리량 플랫폼을 통해 심근세포의 성숙 유도, 약물 반응 분석, 장기 배양 모니터링을 수행한다. 최근에는 장기 무선 모니터링, 단일세포 해상도 분석, 오가노이드 정량 평가까지 연구 범위를 확장하고 있다. 이 연구는 신약 개발 초기 단계에서 심장독성 후보 물질을 조기에 선별하고, 환자맞춤형 심혈관 질환 모델을 구현하는 데 큰 의미가 있다. 더 나아가 심장패치 제작, 조직공학, 디지털 헬스케어와의 연계를 통해 차세대 정밀의료 플랫폼으로 발전할 가능성이 높다. 연구실의 관련 프로젝트와 국제 학회 발표, 다수의 캔틸레버·센서 기반 특허는 이 분야가 연구실의 핵심 축임을 보여준다.

이 연구 주제는 심혈관 질환의 진단과 치료를 고도화하기 위해 생체 내 혈관 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있는 스마트 스텐트와 무선 압력센서 시스템을 개발하는 것이다. 연구실은 기존 금속 스텐트와 고분자 스텐트가 지닌 변형성, 신호 간섭, 지지력 한계를 극복하기 위해 금속-고분자 하이브리드 구조, 생분해성 재료, LC 공진 기반 무선 센서를 융합한 차세대 이식형 의료기기를 제안하고 있다. 특히 혈관 재협착, 혈압 변화, 만성 모니터링 문제를 해결하는 데 초점을 둔다. 핵심 기술은 반도체 공정 기반의 초소형 압력센서 제작, 스텐트와 센서의 기계적 통합 설계, 3D 프린팅 및 레이저 가공을 통한 맞춤형 구조 제작, 생분해성 PCL/PLA 계열 소재 활용, 마이크로채널 및 마이크로필러 기반 신뢰성 향상 설계 등이다. 연구실은 무선 LC 압력센서의 감도와 안정성을 높이기 위한 공정 최적화뿐 아니라, 금속-폴리머 직렬 연결 구조와 탄소나노튜브·복합소재 적용을 통해 스텐트의 기계적 강도와 유연성을 동시에 확보하고 있다. 이러한 접근은 팬텀 실험과 동물실험으로 이어지며 실제 의료 적용 가능성을 높이고 있다. 이 연구는 단순 삽입형 스텐트를 넘어 진단, 모니터링, 데이터 수집 기능을 통합한 지능형 치료 플랫폼으로 확장될 수 있다는 점에서 중요하다. 향후 수집된 생체 데이터를 인공지능 기반 진단 시스템과 연계하면 환자별 위험 예측과 치료 최적화가 가능해진다. 또한 생체흡수성 임플란트와 바이오인터페이싱 기술과의 결합을 통해 재시술 부담을 줄이고, 국내 심혈관 의료기기 산업의 자립성과 글로벌 경쟁력을 높이는 기반 기술로 작용할 수 있다.

이 연구 주제는 외부 배터리 없이 주변의 기계적 에너지, 유체 흐름, 인체 움직임을 전기에너지로 변환하는 나노발전기와 자가전원 센서 기술 개발에 관한 것이다. 연구실은 마찰전기 나노발전기(TENG)와 압전 나노발전기(PENG)를 중심으로 웨어러블 센서, 자동차 센서, 수중 및 유동 기반 에너지 하베스팅, 촉각 인터페이스 등 다양한 응용 분야를 개척하고 있다. 단순 발전 성능 향상뿐 아니라 센싱과 전력 공급을 동시에 수행하는 시스템 구현이 중요한 연구 방향이다. 이를 위해 표면 개질된 나일론 전기방사 나노섬유, P(VDF-TrFE)/BaTiO3 복합 나노섬유, MXene 및 그래파이트 나노시트, PANI 나노와이어, 초발수 표면, 관형 구조, 금속 시트 삽입형 이종 적층 구조 등 기능성 소재와 미세구조 설계를 적극 활용한다. 연구실의 대표 성과로는 차량 타이어 압력 모니터링용 자가전원 센서, 흐르는 물 기반 관형 마찰전기 나노발전기, 고출력 압전 복합 나노섬유 소자, 촉각 에너지 하베스터 등이 있다. 이러한 연구는 마찰·접촉전하, 맥스웰 변위전류, 표면 거칠기, 응력 집중과 같은 기초 물리 현상을 공학적으로 최적화하는 방식으로 진행된다. 이 분야의 장점은 센서의 автоном성, 유지보수 비용 절감, 극한 환경 적용성에 있다. 특히 배터리 교체가 어려운 웨어러블 기기, 자동차 부품, 환경 모니터링 시스템, 헬스케어 기기에서 활용 가능성이 매우 크다. 연구실은 에너지 하베스팅과 센싱, 무선 전송을 통합하는 방향으로 연구를 확장하고 있으며, 이는 차세대 분산형 센서 네트워크와 지속가능 전자소자의 핵심 기술로 이어질 수 있다.