열처리 목재와 우드세라믹의 기능성 소재화
이 연구 주제는 목재와 목질계 자원을 열처리, 탄화, 수지 함침 등의 공정을 통해 기능성 소재로 전환하는 기술을 다룬다. 연구실은 열처리 목재의 기계적 성질과 경도 변화, 감압열처리에 의한 흡음성능 향상, 간벌재 및 톱밥 기반 우드세라믹의 원적외선 방사와 전기적 특성 등을 폭넓게 연구했다. 이는 목재를 단순 구조재에 그치지 않고, 음향재·전기기능재·차폐재·가열재 등으로 응용하려는 융합적 연구 방향을 보여준다. 특허에서는 감압열처리법을 활용해 목재의 흡음성능을 향상시키는 방법을 제시하였고, 관련 논문에서는 탄화온도와 수지 함침률에 따라 우드세라믹의 전기저항과 원적외선 방사 특성이 어떻게 변화하는지를 분석하였다. 이러한 결과는 공정 조건이 최종 기능성에 직접적인 영향을 미친다는 점을 보여주며, 미세구조 제어와 성능 최적화가 기능성 목질소재 개발의 핵심임을 시사한다. 특히 우드세라믹은 친환경 바이오매스 기반 탄소재료라는 점에서 기존 무기재료나 합성소재를 대체할 가능성을 가진다. 이 연구는 산림 부산물과 저가 목질자원의 고부가가치 활용이라는 측면에서 매우 중요하다. 앞으로는 전자파 차폐, 실내 환경 개선, 스마트 센서 기판, 친환경 흡음·단열 소재 등으로의 응용 가능성이 더욱 확대될 수 있다. 기능성 목질소재 연구는 산림자원 순환 이용, 탄소중립형 소재 개발, 지역 기반 바이오산업 육성에 직접 연결되는 분야로서 높은 발전 잠재력을 지닌다.
목재물리 및 목재역학
이 연구 주제는 목재의 물리적·기계적 특성을 정량적으로 해석하고, 수종·함수율·구조 방향성에 따라 달라지는 거동을 체계적으로 규명하는 데 초점을 둔다. 연구실은 목재를 단순한 천연자원이 아니라 이방성과 점탄성을 동시에 지닌 공학 재료로 보고, 휨강도, 압축강도, 전단탄성계수, 경도, 평형함수율과 같은 핵심 물성을 정밀하게 평가해 왔다. 이러한 접근은 구조재, 가구재, 실내 건축재 등 다양한 목재 활용 분야에서 재료 선택과 설계 기준을 고도화하는 기반이 된다. 특히 연구실의 논문과 학술발표에서는 휨 성능, 휨 크리프, 자유진동법 기반 비파괴 평가, 공진주파수 및 전달속도를 활용한 성능 추정 등 목재역학의 핵심 방법론이 반복적으로 확인된다. 이는 단순 파괴시험에 머무르지 않고, 실제 사용 환경에서의 장기 변형과 탄성 거동까지 고려하는 연구 방향을 보여준다. 또한 열처리목재, 재선충 피해목, 국산 주요 수종 등 다양한 조건의 재료를 대상으로 물성 변화를 비교함으로써 목재의 구조적 신뢰성과 활용 가능성을 넓히고 있다. 이 연구는 국산 목재의 고부가가치화, 목조건축용 재료의 표준화, 비파괴 진단 기술의 실용화 측면에서 중요한 의미를 가진다. 향후에는 데이터 기반 물성 예측, 친환경 공정과 연계된 재료 성능 개선, 현장 적용형 평가 시스템으로 확장될 가능성이 크다. 결과적으로 목재물리 및 목재역학 연구는 지속가능한 바이오 기반 재료 산업과 목재 구조 공학의 발전을 동시에 견인하는 핵심 축이라 할 수 있다.
적층목재 및 복합 구조재 성능평가
이 연구 주제는 적층목재와 복합 목질재료의 구조 성능을 향상시키기 위한 설계·평가 기술에 집중한다. 연구실은 cross-laminated wood, 3층 적층재, 목재-목질보드 복합적층재, 핑거접합재, 구조용 집성재 등 다양한 적층 구조를 대상으로 하여, 각 층의 배열과 재료 조합이 전체 부재의 강도와 강성에 어떤 영향을 미치는지를 분석해 왔다. 이는 목재를 대형 구조재로 활용하기 위해 반드시 필요한 연구로, 천연 목재의 불균질성을 공학적으로 제어하는 핵심 전략에 해당한다. 대표 연구에서는 여러 수종으로 제작한 교차적층 목재의 정적 휨강도와 휨 크리프 성능을 비교하고, 개별 라미나의 전단탄성계수로부터 적층보의 전체 전단탄성계수를 계산하는 식을 도출하는 등 이론과 실험을 함께 발전시켰다. 또한 핑거 길이, 핑거 공차, 경사각 변화에 따른 접합재 성능, 유리섬유 강화 집성재의 기계적 특성도 다루어 목재 복합 구조재의 설계 변수와 성능 간 상관관계를 폭넓게 검토했다. 이러한 연구는 적층구조의 거동을 예측하고, 실제 구조 적용 시 안전성과 경제성을 함께 확보하는 데 기여한다. 향후 이 분야는 친환경 건축 수요 확대와 함께 더욱 중요해질 것으로 보인다. 적층목재는 탄소저감형 구조재로 주목받고 있으며, 국산 수종 활용, 장기 내구성 예측, 접합부 최적화, 디지털 설계와 연계된 재료 모델링이 핵심 과제가 될 수 있다. 연구실의 성과는 목조건축, 모듈러 구조, 고강성 바이오복합재 개발 등으로 확장 가능하며, 지속가능 건축재료 기술의 학술적·산업적 기반을 제공한다.