고분자 표면 및 계면 공학은 고분자 재료의 표면 특성과 계면에서의 상호작용을 심도 있게 연구하는 분야입니다. 본 연구실은 고분자 표면의 구조, 조성, 에너지, 그리고 이들이 접착, 마찰, 젖음성 등 다양한 물리적·화학적 특성에 미치는 영향을 체계적으로 분석합니다. 이를 통해 고분자 재료의 표면 개질, 계면 안정성 향상, 나노구조 제어 등 첨단 응용을 위한 기반 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 계면 공학을 활용한 유기 전자소자(트랜지스터, 태양전지 등)의 성능 향상에 집중하고 있습니다. 고분자와 금속, 산화물, 유기 반도체 등 다양한 소재 간의 계면에서 발생하는 전하 이동, 에너지 정렬, 계면 결함 등을 정밀하게 제어함으로써 소자의 효율과 내구성을 극대화합니다. 또한, 자가조립 단분자막(SAM), 계면 개질제, 표면 나노패터닝 등 다양한 계면 공정 기술을 도입하여, 원하는 기능을 갖는 표면을 설계합니다. 이러한 연구는 고성능 유기 전자소자, 바이오센서, 스마트 표면, 초발수·초친수 표면 등 다양한 첨단 산업 분야에 적용되고 있습니다. 고분자 표면 및 계면 공학의 발전은 차세대 소프트 일렉트로닉스, 에너지 소자, 의료용 패치 등 미래 신기술의 핵심 기반이 될 것입니다.

유기 전자소자 및 신축성 소프트 일렉트로닉스 분야는 유기 반도체, 고분자, 2차원 소재 등을 활용하여 유연하고 신축성 있는 전자기기를 개발하는 첨단 연구 영역입니다. 본 연구실은 유기 박막 트랜지스터(OTFT), 유기 태양전지(OPV), 전자피부(e-skin), 신축성 센서 등 다양한 소프트 일렉트로닉스 소자의 소재 설계, 공정, 구조 제어에 대한 연구를 선도하고 있습니다. 특히, 신축성 전극 및 반도체 소재의 개발에 집중하여, 외부 변형(신장, 굽힘, 비틀림)에도 안정적으로 동작하는 전자소자를 구현하고 있습니다. 은나노와이어, 그래핀, 고분자 복합체 등 다양한 신소재를 활용하여, 투명하고 신축성이 뛰어난 전극 및 활성층을 제작합니다. 또한, 자기조립, 계면공학, 나노구조 제어 등 첨단 공정기술을 접목하여 소자의 성능과 내구성을 극대화합니다. 이러한 연구는 차세대 웨어러블 디바이스, 인체 부착형 센서, 로봇용 전자피부, 바이오의료기기 등 다양한 응용 분야로 확장되고 있습니다. 신축성 소프트 일렉트로닉스는 인간-기계 인터페이스, 헬스케어, 스마트 패치 등 미래 사회의 핵심 기술로 주목받고 있으며, 본 연구실은 관련 분야에서 세계적인 연구 성과를 지속적으로 창출하고 있습니다.

유기 및 페로브스카이트 태양전지, 그리고 열전소자 연구는 차세대 에너지 변환 소자 개발을 목표로 합니다. 본 연구실은 고효율 유기 태양전지(OPV), 페로브스카이트 태양전지, 그리고 유기 열전소자의 소재 설계, 계면공학, 나노구조 제어에 집중하고 있습니다. 특히, 활성층의 미세구조 제어, 계면 에너지 정렬, 전하 수송 특성 향상 등 소자 효율 극대화를 위한 다각적인 연구를 수행하고 있습니다. 유기/페로브스카이트 태양전지 분야에서는 고분자 및 소분자 소재의 분자설계, 블렌드 및 계면 구조 최적화, 용액공정 기반의 대면적 박막 제조 등 다양한 기술을 개발합니다. 또한, 계면공학을 활용하여 전극/활성층, 활성층/계면층 등에서의 전하 이동 및 재결합을 효과적으로 제어하여, 소자의 광전변환 효율과 안정성을 높이고 있습니다. 열전소자 연구에서는 고분자-도펀트 상호작용 제어, 나노복합체 설계, 열전 특성 향상 등 유기 열전소자의 실용화 기반을 마련하고 있습니다. 이러한 연구는 친환경, 저비용, 대면적 생산이 가능한 차세대 에너지 소자 개발에 기여하고 있습니다. 고효율·고안정성 태양전지와 열전소자는 신재생에너지, 웨어러블 에너지 하베스팅, IoT 센서 등 다양한 미래 산업에 적용될 수 있으며, 본 연구실은 관련 분야의 세계적 리더로 자리매김하고 있습니다.

스마트 표면, 젖음성 제어, 생체모사 접착 분야는 자연에서 영감을 받은 표면 및 계면 특성을 인공적으로 구현하는 첨단 연구 분야입니다. 본 연구실은 외부 자극(빛, 전기, 온도, pH 등)에 따라 젖음성이 가변되는 스마트 표면, 초발수·초친수 표면, 방향성 젖음성(쌀잎, 연잎 등 자연모사) 등 다양한 기능성 표면을 개발하고 있습니다. 특히, 계면 나노구조 설계, 표면 화학 개질, 블록공중합체 및 유기-무기 복합체를 활용한 표면 기능화 기술을 통해, 자가세정, 항오염, 바이오센서, 마이크로플루이딕스 등 다양한 응용이 가능한 표면을 구현합니다. 또한, 도마뱀붙이 발바닥에서 착안한 생체모사 접착 소재, 나노접착, 마찰 제어 등 접착 및 마찰 현상에 대한 기초 및 응용 연구도 활발히 진행 중입니다. 이러한 연구는 차세대 스마트 코팅, 바이오의료기기, 마이크로/나노기계, 환경·에너지 소재 등 다양한 산업 분야에 적용될 수 있습니다. 스마트 표면 및 생체모사 접착 기술은 미래형 기능성 소재 개발의 핵심으로, 본 연구실은 관련 분야에서 국내외적으로 독보적인 연구 역량을 보유하고 있습니다.