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Intelligent Polymeric Materials & Interfaces Laboratory (iPMIL)

경북대학교 섬유시스템공학과

남기호 교수

Upcycling of Textile Waste

High-Temperature Resins

Thermoplastic Composites

Intelligent Polymeric Materials & Interfaces Laboratory (iPMIL)

섬유시스템공학과 남기호

지능형 고분자재료 및 계면공학 연구실(iPMIL)은 경북대학교 섬유시스템공학과에 소속되어 있으며, 고분자화학, 나노과학, 계면공학, 제조공학 등 다양한 학문적 융합을 바탕으로 첨단 고분자 소재 및 복합재료의 연구를 선도하고 있습니다. 본 연구실은 고성능 고분자 합성, 나노카본 기반 소재 개발, 스마트 복합재료 공정 등 기초과학과 응용기술을 아우르는 폭넓은 연구를 수행하고 있습니다. 연구실의 주요 연구 분야는 친환경적이고 지속가능한 합성법을 통한 고성능 고분자 소재 개발, 레이저 기반 나노카본 합성 및 정밀 패터닝, 계면현상 제어를 통한 스마트 복합재료 설계 등입니다. 특히, 폴리이미드, 폴리벤즈이미다졸 등 고내열성 고분자와 다양한 나노소재(그래핀, 탄소나노튜브 등)를 융합하여, 전자, 반도체, 우주항공, 국방, 에너지, 바이오메디컬 등 다양한 산업 분야에 적용 가능한 혁신적 소재를 개발하고 있습니다. iPMIL은 소재의 분자구조 설계, 합성 및 가공 공정 최적화, 나노복합화, 계면특성 제어 등 다각적인 접근을 통해 소재의 성능을 극대화하고 있습니다. 또한, 레이저 직접 묘화 등 첨단 공정기술을 활용하여, 고정밀·고기능성 나노카본 소재 및 복합재료를 구현하고, 환경 정화, 에너지 분리막, 유연 전자소자, 바이오센서 등 다양한 응용 분야로 연구를 확장하고 있습니다. 연구실은 실험적 연구와 더불어 분자 시뮬레이션, 물성 평가, 공정 제어 등 이론과 실무를 통합적으로 수행하며, 소재의 구조-물성-기능 상관관계 해석을 통해 실질적인 혁신을 이끌고 있습니다. 또한, 산학연 협력, 국내외 학술활동, 특허 및 기술이전 등 다양한 네트워크를 통해 연구성과의 사회적 확산과 산업적 실용화에도 적극적으로 기여하고 있습니다. iPMIL은 미래 사회가 요구하는 지속가능한 첨단 소재 개발과 실용화에 앞장서며, 차세대 고분자 및 복합재료 분야의 글로벌 리더로 성장하고 있습니다. 연구실은 창의적이고 도전적인 연구 환경을 바탕으로, 학생과 연구원들이 첨단 소재과학의 새로운 패러다임을 개척할 수 있도록 적극적으로 지원하고 있습니다.

Upcycling of Textile Waste
High-Temperature Resins
Thermoplastic Composites
지속가능한 고성능 고분자 합성 및 응용
지능형 고분자재료 및 계면공학 연구실(iPMIL)에서는 고성능 고분자 소재의 합성과 응용에 대한 심도 있는 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 고분자화학, 나노과학, 계면공학 등 다양한 재료과학적 배경지식을 바탕으로, 고온·고내열성, 우수한 기계적 강도, 저유전 특성 등 첨단 기능을 갖춘 고분자 소재를 개발합니다. 특히, 친환경적이고 지속가능한 합성 경로를 모색하여, 환경에 미치는 영향을 최소화하면서도 산업적 활용도가 높은 고분자 재료를 설계합니다. 이러한 고성능 고분자 소재는 전자, 반도체, 우주항공, 국방, 에너지, 바이오메디컬 등 다양한 분야에 적용될 수 있습니다. 예를 들어, 폴리이미드, 폴리벤즈이미다졸 등은 고온 환경에서도 안정적인 물성을 유지하며, 연료전지용 멤브레인, 고주파 절연막, 고강도 복합재료 등으로 활용됩니다. 연구실은 분자구조 설계, 합성 공정 최적화, 나노복합화 기술 등을 통해 소재의 성능을 극대화하고, 실제 산업적 요구에 부합하는 맞춤형 소재 개발에 주력하고 있습니다. 또한, 연구실은 고분자 소재의 구조-물성 상관관계 해석을 위해 분자 시뮬레이션, 실험적 특성 평가, 공정 제어 등 다양한 접근법을 통합적으로 활용합니다. 이를 통해 소재의 미세구조 제어, 기능성 부여, 내구성 향상 등 실질적인 성능 개선을 이루고 있으며, 지속가능한 소재 혁신을 선도하고 있습니다.
레이저 기반 나노카본 및 스마트 복합재료 공정
iPMIL 연구실은 레이저 직접 묘화(Direct Laser Writing) 기술을 활용한 나노카본 소재의 합성 및 응용 연구에 앞장서고 있습니다. 레이저를 이용한 국소적 에너지 전달은 고분자 기판 위에 나노카본(그래핀, 레이저 유도 그래핀 등)을 정밀하게 패터닝할 수 있게 하며, 이를 통해 유연 전자소자, 바이오센서, 환경분리막 등 다양한 첨단 응용이 가능합니다. 레이저 공정은 전통적인 리소그래피나 전사 공정 없이도 고해상도, 고정밀의 나노구조를 구현할 수 있어, 차세대 스마트 복합재료 제조에 혁신적인 솔루션을 제공합니다. 이러한 레이저 기반 나노카본 공정은 소재의 계면특성, 습윤성, 전기적/기계적 성능을 자유롭게 조절할 수 있는 장점이 있습니다. 예를 들어, 레이저로 유도된 다공성 그래핀 층은 초소수성 또는 친수성 표면을 구현할 수 있으며, 항균·항바이러스성, 오염물질 분해 촉매, 고성능 센서 등 다양한 기능성 소재로 활용됩니다. 또한, 유기 고분자 전구체의 탄소화 전환, 초정밀 탄소구조 제어 및 정렬 공정 등과 연계하여, 복합재료의 다기능화 및 고도화가 가능합니다. 연구실은 이러한 첨단 공정기술을 기반으로, 환경 정화, 에너지 분리막, 바이오메디컬 디바이스, e-모빌리티 등 다양한 분야의 실질적 문제 해결에 기여하고 있습니다. 나아가, 스마트 복합재료의 구조-기능 통합 설계, 대면적 공정 확장, 산업적 상용화 등 미래 지향적 연구를 지속적으로 추진하고 있습니다.
1
Bacterial-Responsive Direct-Laser-Micromachined Fluorinated Porous Polyimide Janus Membranes
Jeong Min Sohn, Yun Chan Hwang, Yong Chae Jung, Ki-Ho Nam*
, 1970
2
Intrinsic Low-Dielectric Constant and Low-Dielectric Loss Polyimides
Jiyoung Kim, Ki-Ho Nam*
, 1970
3
Correlating the Backbone Chemical Linkage of Polyimides with Frequency-Dependent Dielectric Constant and Dissipation Factor
Jiyoung Kim1, Seyun Jeong1, Young Hoon Yoon, Ki-Ho Nam*
Text. Sci. Eng., 2024
1
Development of Ultra-Low Dielectric, High-Voltage-Durable Polyimides and Composite Laminate Processing for Advanced Power Semiconductors (차세대 전력반도체용 초저유전 고전압 환경내구성 폴리이미드 및 복합적층판 제조기술 개발)
2025년 05월 ~ 1970년
2
BK21 Program for Low-Carbon Advanced Materials Innovation (저탄소 첨단소재 기술난제 해결형 인재양성 교육연구단)
2025년 03월 ~ 1970년
3
Development of Copper-Grade Conductive Lightweight Composite Wiring Material Based on CNT Liquid Crystalline Spinning for e-Mobility Electronic Modules (CNT 액정방사 기반 e-모빌리티 전장모듈용 구리급 전도성 경량복합 배선소재 개발)
2024년 06월 ~ 1970년