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Aerosol and Colloid Laboratory

숙명여자대학교 본교(제1캠퍼스)
정영수 교수 기계시스템학부

Materials Science and Engineering
재료/신소재공학

연구실 소개

Aerosol & Colloid Lab은 공기 중 입자 및 콜로이드의 거동과 그 응용을 연구하고 있습니다. 특히 테라헤르츠 기반 고민감 센싱 시스템을 이용하여 미세먼지와 바이오 에어로졸의 물리적, 화학적, 생물학적 특성을 규명하고, 이들의 환경적 및 건강적 영향을 분석하는 데 주력하고 있습니다. 이러한 연구는 대기 중 감염병의 전파 메커니즘 이해와 방지 기술 개발로 이어지며, 더 나아가 스마트 환경 센서와 신재생 에너지 기술로까지 확장되고 있습니다. 또한, 나노기술과 응용과학의 융합을 통해 차세대 에너지, 환경, 그리고 소재 혁신을 이끄는 연구기관입니다. 본 연구실은 나노입자, 에어로졸, 그리고 콜로이드의 물리적·화학적 특성을 기반으로 고효율 에너지 솔루션, 친환경 기술, 기능성 소재 개발에 중점을 두고 있습니다. 특히 하이드로겔 기반 에너지 소재, 전기장 나노입자 코팅 기술, 나노버블 생성 및 응용 기술을 중심으로 독창적인 연구 성과를 창출하고 있으며, 이를 통해 건물일체형 태양전지(BIPV), 정수 및 폐수 처리 시스템, 스마트 센서와 같은 다양한 산업 분야에서 실질적인 기술적 혁신을 실현하고 있습니다. Aerosol & Colloid Lab은 학문적 연구뿐 아니라 산업체와의 긴밀한 협업을 통해 실용적이고 상업화 가능한 솔루션을 개발하는 데 주력하고 있습니다. 특히 글로벌 시장을 겨냥한 기술 개발과 국제 특허 출원 등을 통해 연구의 글로벌 경쟁력을 강화하고 있습니다. 연구실은 최신 연구 장비와 다학제적 접근법을 기반으로, 지속 가능한 미래를 위한 최적의 기술을 제공하기 위해 노력하고 있습니다. 정영수 교수는 MIT에서 박사학위를 취득하고, 포닥 연구원과 삼성전자 연구원으로 활동하며 학문적, 산업적 경험을 쌓았습니다. 현재는 숙명여자대학교에서 저희 연구실을 이끌며, 다수의 국제 학술 논문 및 특허를 통해 연구 성과를 발표하고 있습니다. 대표 연구로는 바이오 에어로졸의 이동성과 전염성 예측 모델 개발, 나노 기술 기반 항균 표면 설계, 그리고 차세대 염료감응 태양전지 기술 개발 등이 있으며, 이는 환경과 에너지 문제 해결에 기여하고 있습니다. 우리 연구실은 학생들이 학문적 깊이와 실용적 응용력을 동시에 키울 수 있는 환경을 제공합니다. 국내외 학술상 및 특허 수상 경험을 통해 연구의 가치를 입증하고 있으며, 환경, 에너지, 건강 분야에서 지속 가능한 미래를 위한 혁신적 기술을 개발하고 있습니다. 앞으로도 저희는 공학적 접근과 융합 연구를 통해 사회적 도전에 대응하는 연구실로서의 역할을 다하겠습니다.
에어로졸
나노코팅
태양전지
하이드로겔
콜로이드

연구실 세부 키워드

미세먼지
병원체 전파
가혹 환경 센서
나노복합 하이드로겔
향균 표면
에너지 전환 공정
광학 분석
대기 중 감염병
나노버블
항곰팡이
기능성직물
마스크팩
의료용패치
바이오에어로졸
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숙명여자대학교 본교(제1캠퍼스) 기계시스템학부
정영수 교수

대표 연구 분야 01

질병 전파 제어를 위한 에어로졸 연구

공기 중 질병 전파의 메커니즘을 심층적으로 규명하여, 감염병 확산의 근본 원인을 해결하는 것을 목표로 합니다. 특히 에어로졸 내 병원체와 미세먼지 간의 상호작용과 환경 조건(예: 온도, 습도)이 병원체의 생존성과 감염성에 미치는 영향을 연구합니다. 이를 통해 공기 중 질병 전파를 이해하고, 공기 질 관리 및 전염병 예방 전략을 수립할 수 있는 기반을 제공합니다. 테라헤르츠 고민감 센싱 시스템과 이미지 기반 모델링 기술을 활용하여 에어로졸 내 병원균의 전파 경로를 실시간으로 시각화하고, 정량화된 데이터를 통해 감염 위험성을 예측합니다. 이 연구는 환경 변화가 병원체의 전염성에 미치는 영향을 최초로 체계적으로 분석하며, 공기 질 관리 및 감염병 억제를 위한 맞춤형 기술 개발로 이어집니다. [핵심 연구 내용] 에어로졸 생성 및 확산 메커니즘 연구 - 광학 시스템과 열유체 공학적 모델을 결합해 병원균이 포함된 에어로졸의 확산 및 생존 특성을 실시간으로 분석. - 다양한 크기와 조성의 에어로졸이 병원체의 감염성에 미치는 영향 정량화. - 미세먼지와 병원균의 상호작용 연구 - 병원체와 미세먼지의 결합이 병원체의 생존 및 전염성에 미치는 메커니즘을 규명. - 병원균이 포함된 에어로졸의 증발 및 농축 과정에서의 물리적, 화학적 변화 연구. - 환경 조건이 병원균 생존율에 미치는 영향 평가 - 온도, 습도, 자외선 등 다양한 환경 인자와 병원체의 생존율 간 관계 모델링. [관련 성과] - 논문: "Contribution of Particulates to Airborne Disease Transmission and Severity" - 프로젝트: "에어로졸을 통한 병원균 이동의 실시간 감지 및 전염율 예측 시스템 개발" - 특허: "에어로졸 생성방법 및 장치" [응용 및 협업 가능성 산업계: 병원용 고성능 공기 정화 시스템 개발. 항균 마스크 및 코팅 기술 상용화 등 공공분야: 공공시설에서의 공기 질 모니터링 및 전염병 억제 기술 도입. 공기 전염병 위험 평가와 대응책 수립을 위한 정책 지원 등 학계: 에어로졸 물리학 및 미생물학 간의 다학제적 협력 연구 등

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에어로졸 전염 메커니즘
미세먼지-병원체 상호작용
병원균
테라헤르츠 센싱 시스템
공기질

주요 프로젝트

주요 프로젝트가 없습니다.

기타 프로젝트

인간 비말 생성 시스템 개발

한국과학기술원

본 프로젝트는 인간의 비말 생성 과정을 모사하는 인공 비말 생성 시스템을 설계하고 제작하여, 공기 중 감염 및 비말 전파 연구를 위한 실험적 플랫폼을 제공하는 것을 목표로 합니다. 비말은 인간의 기침, 재채기, 말하기 등의 과정에서 생성되어 바이러스와 세균 등 병원체의 주요 전파 매개체로 작용합니다. 이를 정밀하게 모사하는 시스템은 감염병 전파 연구 및 방역 솔루션 개발에 핵심적인 도구가 될 수 있습니다. 시스템은 인간의 호흡기 구조와 유사한 모형을 기반으로 설계되며, 다양한 크기의 비말을 생성하고, 비말 내 병원체 농도, 입자 크기, 분포 패턴 등을 제어할 수 있도록 구성됩니다. 또한, 비말 생성과 동시에 환경 변수(온도, 습도, 공기 흐름 등)를 조절하여 비말의 이동 거리, 증발 속도, 병원체 생존율 등의 실험을 수행할 수 있습니다. 이를 통해 실제 인간 환경에서 비말 전파 특성과 방역 제품(마스크, 공기 정화 장치 등)의 성능을 검증하는 데 활용할 수 있습니다. 본 연구는 비말 전파 메커니즘의 과학적 이해를 높이는 데 기여하며, 공공 방역 정책 수립 및 개인 보호 장비의 설계 개선에 중요한 데이터를 제공합니다. 특히, 전염병 확산 방지 및 감염 위험 감소를 위한 효과적인 솔루션 개발에 있어 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

2020.07 - 2020.11

배 유전자원 과즙 분말 제조

국립원예특작과학원 배연구소

본 프로젝트는 배 유전자원의 활용도를 극대화하고 과실 품질의 부가가치를 향상시키기 위해 배 과즙을 주성분으로 한 분말 제조 및 응용성을 평가하는 데 중점을 둡니다. 현재 배 과즙을 기반으로 한 고기능성 분말 제품은 시장에서 쉽게 접할 수 없으며, 이를 위한 제형 개발과 위탁생산이 필요한 상황입니다. 프로젝트는 배 유전자원의 고유 형질을 활용하여 고기능성 품종육성 소재 및 식품 소재로써의 활용 가능성을 증대시키고, 배 소비 촉진과 농가 소득 증대를 목표로 합니다. 연구는 배과즙을 분말화하는 제조공정을 개발하고, 생산된 분말의 물리적 특성(형태, 크기 등)을 분석하는 것으로 시작됩니다. 특히, 건조 공정 및 입자 크기 제어를 포함한 기술적 조건을 최적화하여 생산성을 높이고, 분말의 품질을 균일하게 유지하는 데 초점을 맞춥니다. 이를 통해 배과즙 분말이 산업 소재로써 적합한지 평가하고, 기능성이 높은 배 유전자원들을 활용한 후속 연구로 연결할 계획입니다. 본 프로젝트는 배과즙 분말 제조 기술의 상용화를 통해 농업과 식품 산업에서 새로운 가치를 창출하고자 합니다. 이를 통해 농가 소득 향상뿐 아니라 배 유전자원의 다양성과 품질을 높이는 데 기여할 것입니다. 나아가, 배 유전자원을 활용한 고기능성 품종육성과 산업화 소재 개발 연구를 지속적으로 진행하며, 배 관련 신제품의 시장 확대 및 소비 촉진을 도모할 것입니다.

2019.05 - 2019.05

테라헤르츠 고민감 센싱 시스템을 활용한 미세먼지-병원체 바이오 에어로졸의 공기 중 감염성 질병 전파 메커니즘 규명

한국연구재단

본 연구는 테라헤르츠 고민감 센싱 시스템을 활용하여 미세먼지-병원체 바이오 에어로졸이 공기 중 질병 전파에 미치는 영향을 규명하고자 함. 미세먼지의 성분과 병원체의 복합적 상호작용을 분석하여 감염성 질병 전파의 메커니즘을 규명하고, 실시간 모니터링 및 예측 시스템을 개발하는 것이 핵심. 1차년도에는 미세먼지와 에어로졸 특성을 분석하고, 펨토초 레이저 기반 테라헤르츠 시간 영역 분광법(THz-TDS)을 이용한 에어로졸 모니터링 시스템을 설계함. 2차년도에는 바이오 에어로졸 제작 기술과 광대역 테라헤르츠 신호 분석 알고리즘을 개발하고, 에어로졸의 물리적·화학적 특성을 평가. 3차년도에는 에어로졸 내 입자 거동과 미생물 활성 변화 분석을 통해 실시간 에어로졸 분석 시스템을 확립함. 이를 통해 미세먼지와 병원체의 복합 입자가 공기 중 질병 전파에 미치는 영향을 규명하고, 환경, 보건, 과학기술 분야에서 활용 가능한 실질적 대책과 기술적 혁신을 도모하며, 감염성 질병 예방 및 대기질 관리에 기여할 것으로 기대됨.

진행중

제로에너지건축물 적용을 위한 하이드로겔 전해질막 기반 투명, 유연 태양전지 개발

중소기업기술정보진흥원

제로에너지 건축물 구현을 위해 하이드로겔 전해질막과 전기영동법 기반의 투명, 유연 태양전지 기술 개발을 목표로 함. 기존 실리콘 태양전지의 고온 공정 문제, 액체 전해질 누설 문제, 제작비용 상승 문제 등을 해결하기 위한 핵심 기술로 전기영동 코팅 및 하이드로겔 전해질막 적용 기술을 제시함. 목표는 효율 10% 이상, 투명도 80% 이상, 곡률 반경 0.5cm 이하를 구현하여 상용화 기술 확보를 추구함. 해당 기술은 세계 최초의 하이드로겔 태양전지를 기반으로 하며, 대면적 모듈 양산 기술 개발, BIPV 인증 획득, 글로벌 시장 선점 가능성이 높음. 기존 시장의 한계를 극복하고 태양전지 산업의 자립과 함께 국내외 수출시장 개척 가능성이 기대됨.

진행중

나노코팅 기반 고효율 냉방 및 CO2 복합공급기술 개발 및 실증

농림식품기술기획평가원

나노코팅 기반 고효율 냉방 및 CO2 복합공급 기술 개발은 스마트 온실의 냉방 효율을 극대화하고, CO2 복합공급 시스템을 통해 농업 생산성을 향상시키기 위한 차세대 솔루션을 목표로 함. 본 연구는 나노표면처리 기술을 활용하여 냉방 및 제습 효율을 개선하고, 온실 재배환경에서 에너지 절약 및 지속 가능한 농업을 지원하기 위한 자동화된 통합 제어 시스템을 개발. 태양에너지 및 자연냉각 기술을 적용하여 온실 내 온도 및 습도를 최적화하고, 작물 생육에 적합한 환경을 제공하며, 이산화탄소 공급을 통합하여 생장률을 증진시킴. 본 연구의 성과는 국내 스마트팜의 기술 수준을 끌어올리고, 글로벌 농업시장에 적합한 혁신형 스마트팜 모델을 제시하며, 농업인의 수익 증대 및 에너지 비용 절감에 기여할 것으로 예상됨.

2021.03 - 2022.11

에어로졸을 통한 병원균 이동의 실시간 감지 및 전염율 예측 시스템 개발

한국연구재단

에어로졸을 통한 병원균 이동 실시간 감지 및 전염성 예측 시스템 개발이 목표임. 에어로졸은 공기 중 오랫동안 떠다니며 병원균을 빠르게 확산시키는 주요 매개체로, 이러한 특성을 활용해 실시간 병원균 감지와 전염성 평가를 목표로 함. 본 연구는 광학, 열유체공학, 시각화 기술을 융합하여 에어로졸 내 병원균의 농도와 생존율을 분석하고, 다양한 환경 요인과의 상호작용을 평가하는 시스템을 개발함. 이를 통해 병원균 전염 가능성을 예측하는 모델을 제시하며, 결과적으로 의료 및 농업, 환경 기기 개발에 응용 가능할 것으로 기대됨. 사회적으로는 공공보건 및 농업 생산성을 향상시키고, 대기 환경 개선을 통한 인류 삶의 질에 기여하는 파급효과가 예상됨.

2018.02 - 2023.01

스마트 넷-제로 에너지 빌딩을 위한 하이드로겔 전해질 필름과 전기영동증착 전극 기반 1. 고신뢰성 2. 반투명 3. 대면적 4. 유연 태양전지 셀 상용화 기술 개발

(재단)과학기술일자리진흥원

스마트 넷-제로 에너지 빌딩을 위한 고신뢰성, 반투명, 대면적, 유연 태양전지 셀 상용화 기술 개발 목표임. 전기영동증착법을 활용해 나노 전극 물질의 정밀 코팅 기술 확보 중이며, 염료-광촉매 복합체 제조와 하이드로겔 전해질막 개발로 내구성과 효율성을 높이는 데 집중하고 있음. 목표 성능으로는 투광도 30% 이상, 발전효율 10% 이상, 내구성 1,000시간 이상, 곡률반경 50cm 이하 설정됨. 이러한 기술은 대면적 고효율 제품 개발로 BIPV 시장에서 경쟁력을 높이고, 스마트 에너지 시장의 기술 선점 및 확대 가능성을 기대.

2020.04 - 2021.11

밀폐형 스마트 팜용 공기조화 모듈 적용 다기능, 대면적 필터 생산을 위한 EPD 시스템 개발

중소기업기술정보진흥원

이 연구는 밀폐형 스마트팜의 공기조화 모듈에 적용 가능한 대면적 전기장 필터 나노 코팅 시스템 개발을 목표로 하고 있습니다. 특히 1.5m × 2.0m 크기의 필터를 대상으로 고안전성 폴리머와 나노 입자 현탁액을 활용한 균일한 코팅 기술을 구현하며, 전기장 형성 및 교반 방식 최적화를 통해 항균, 제습, CO2 변환 성능을 세계 최고 수준으로 달성하는 것이 핵심입니다. 이 기술은 스마트팜의 공기정화, 습도 조절, 탄산 공급 기능을 경제적으로 통합해 차세대 스마트팜 시장에서의 경쟁력을 강화하고, 관련 제품의 상용화와 수출 가능성을 크게 확대할 것으로 기대됩니다.

2019.10 - 2021.10

내구성과심미성 구현을 위한 BIPV용 플랙시블 반투명 태양전지 상용화 기술 개발

중소기업기술정보진흥원

본 연구는 BIPV(건물일체형 태양광발전)용 플랙시블 반투명 태양전지의 내구성과 심미성을 구현하기 위해 원천기술부터 상용화 기술까지 통합적으로 개발하는 것을 목표로 함. 전기영동증착법(EPD)과 하이드로겔 전해질 기술을 활용해 반투명 태양전지 셀의 성능을 극대화하고, 대면적 모듈 접합 및 고신뢰성 패키징 기술을 탐색하여 대량생산에 적합한 상용화 기술을 구축. 특히, R2R(롤투롤) 생산 방식과 염료 흡착 공정 최적화를 통해 효율적이고 지속 가능한 생산공정을 개발하며, 시제품의 품질과 성능을 검증할 수 있는 Test Bed를 구축해 제품 상용화를 촉진. 이 연구는 고효율 태양전지 기술 개발을 통해 기존 실리콘 태양전지의 한계를 극복하고, 친환경적인 태양전지 시장에서 기술적 우위를 확보하는 데 기여할 것으로 기대됨. 특히, 염료감응형 태양전지의 낮은 신뢰성과 효율 문제를 개선하여 다양한 응용제품 시장을 창출할 뿐만 아니라, 국내 BIPV 시장에서 새로운 기회를 모색하는 중요한 전환점이 될 것으로 보임. 이러한 성과는 글로벌 에너지 시장에서 경쟁력을 강화하고, 지속 가능한 에너지 솔루션 개발에 기여할 전망.

2020.05 - 2021.01

지역 냉난방 공급수 이송 효율을 높이기 위한 파이프 내 표면가공 기술개발

한국에너지기술연구원

본 연구는 지역 냉난방 시스템의 공급수 이송 효율을 극대화하기 위해 파이프 내부 표면 가공 기술을 개발하고, 이를 실험적으로 검증하는 것을 목표로 합니다. 지역 냉난방 시스템에서 공급수는 장거리 배관을 통해 이송되며, 이 과정에서 발생하는 마찰 손실이 에너지 효율 저하와 운영 비용 증가로 이어지는 주요 요인입니다. 본 연구는 파이프 내 표면 마찰을 줄이고, 이송 효율을 높이는 혁신적인 표면 처리 및 가공 기술을 제안합니다. 연구는 파이프 내 표면의 마찰 감소를 위해 미세 텍스처링, 나노코팅, 또는 초친수/초소수성 표면 처리 기술을 적용합니다. 각 기술은 유체 흐름 특성(난류, 층류, 경계층 두께)에 미치는 영향을 평가하며, 최적의 가공 방법과 조건을 도출합니다. 이를 위해 유체 역학 실험 및 CFD(Computational Fluid Dynamics) 시뮬레이션을 병행하여 가공 기술의 효율성을 정량적으로 분석합니다. 또한, 장기 내구성, 부식 저항성, 비용 효율성 등을 고려한 상용화 가능성 평가도 수행합니다. 본 기술은 지역 냉난방 시스템의 에너지 소비를 줄이고, 탄소 배출을 감소시키며, 지속 가능한 에너지 인프라 구축에 기여할 것입니다. 특히, 파이프 제조업체 및 지역 냉난방 운영 기업과의 협업을 통해 실제 환경에서 기술의 효과를 검증하고, 상용화를 추진할 계획입니다. 이를 통해 스마트 에너지 솔루션 확산과 에너지 산업의 지속 가능성 향상을 도모할 수 있을 것으로 기대됩니다.

2017.03 - 2017.04

지역냉난방 공급수 이송 효율 개선을 위한 배관 표면 가공법 및 성능평가 기술개발

한국에너지기술연구원

본 프로젝트는 지역냉난방 시스템의 공급수 이송 효율을 향상시키기 위해 배관 내부 표면의 가공 기술을 개발하고, 이를 평가하여 실효성을 검증하는 것을 목표로 합니다. 지역냉난방 시스템은 에너지 효율성과 환경적 이점을 제공하지만, 배관 내부 마찰 손실로 인해 이송 효율이 저하될 수 있습니다. 본 연구는 배관 표면의 구조와 특성을 최적화하여 이러한 문제를 해결하고, 에너지 소비를 줄이며 운영 비용을 절감하는 데 기여하고자 합니다. 연구는 배관 내부 표면의 마찰 저항을 최소화하기 위한 다양한 가공 기법(미세 텍스처링, 나노코팅, 전기영동 증착 등)을 적용하고, 각 기법의 물리적·화학적 특성을 분석합니다. 또한, 표면 가공 배관의 유체 흐름 효율, 열 전달 성능, 내구성 등을 평가하기 위한 실험 장비를 구축하여 성능을 정량적으로 검증합니다. 특히, 이송 효율 개선 효과를 극대화할 수 있는 표면 마감 조건과 가공 공정을 최적화합니다. 본 기술 개발은 지역냉난방 시스템의 에너지 효율성을 향상시키고, 장기적인 운영 비용 절감 및 유지보수 부담 경감을 도모할 것입니다. 이를 통해 스마트 에너지 인프라 구축에 기여하며, 친환경 에너지 시스템 확산에도 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

2017.10 - 2018.04

제습평가 시스템 개발 및 제작 용역

한국과학기술연구원

본 용역은 제습 장치 및 소재의 성능을 정밀하게 평가할 수 있는 시스템을 개발하고 제작하여, 제습 기술의 연구와 제품 개발에 기초 데이터를 제공하는 것을 목표로 합니다. 제습 기술은 산업, 농업, 건축 등 다양한 분야에서 습도 제어 및 에너지 효율 개선에 필수적인 요소로, 성능 검증을 위한 신뢰성 있는 평가 시스템은 기술 상용화의 핵심입니다. 개발될 시스템은 다양한 온도 및 습도 조건을 설정하여 제습 장치 또는 소재의 성능을 평가할 수 있도록 설계됩니다. 평가 항목에는 제습 용량, 제습 속도, 에너지 소비량, 장기 사용 시 성능 변화 등이 포함되며, 시스템은 실험 데이터를 자동으로 기록 및 분석할 수 있는 데이터 수집 및 제어 소프트웨어를 탑재합니다. 또한, 실시간 환경 모니터링 및 조건 변경 기능을 통해 다양한 환경 시나리오에서의 제습 성능을 검증할 수 있습니다. 본 용역 결과는 제습 기술의 연구와 제품 개발 과정에서 신뢰성 높은 데이터를 제공하여, 혁신적인 제습 솔루션 개발을 지원합니다. 이를 통해 에너지 절약, 습도 제어, 실내 공기질 개선 등 다양한 분야에서 기술 발전과 상용화 가능성을 높이는 데 기여할 것입니다.

2018.03 - 2018.05

온실 제습 및 항균을 위한 기능성 직물 개발 및 성능 평가 용역

한국과학기술연구원

본 연구용역은 온실 환경 개선을 목표로 제습 및 항균 기능을 겸비한 기능성 직물을 개발하고, 이를 평가하여 실제 적용 가능성을 검증하는 데 목적을 둡니다. 온실 내 높은 습도는 작물의 생장에 부정적인 영향을 미치고, 병원성 미생물의 번식을 촉진하여 작물의 질병 발생 위험을 증가시킬 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 직물을 활용한 제습 및 항균 기술은 효율적이고 지속 가능한 대안이 될 수 있습니다. 연구는 흡습성 및 항균성을 가지는 소재를 기반으로 직물의 물리적·화학적 특성을 설계하며, 이를 통해 습도를 조절하고 미생물 번식을 억제하는 능력을 강화합니다. 실험 단계에서는 제습 성능(수분 흡수 및 방출 속도), 항균 성능(세균 및 곰팡이 제거율), 내구성, 그리고 환경 조건(온도 및 습도 변화)에 따른 성능 변화를 정량적으로 평가합니다. 또한, 온실의 실제 작물 재배 환경에서 직물의 효과를 검증하여 상용화를 위한 기초 데이터를 확보합니다. 본 용역 결과는 스마트 농업 솔루션의 한 축을 이루는 혁신적인 직물 개발에 기여하며, 온실 환경 관리 및 작물 생산성을 향상시키는 데 중요한 역할을 할 것입니다. 나아가, 농업 분야에서 친환경적이고 경제적인 온실 관리 기술로 자리잡을 수 있는 가능성을 열어줄 것으로 기대됩니다.

2018.05 - 2018.06

전열교환기 냉각핀 효율 개선 표면 처리 연구용역

(주)성원아이앤디

본 연구용역은 전열교환기 냉각핀의 열교환 효율을 개선하기 위해 표면 처리 기술을 연구하고, 이를 적용한 냉각핀의 성능을 검증하는 것을 목표로 합니다. 냉각핀은 전열교환기의 핵심 부품으로, 열 전달 및 방열 성능에 직접적인 영향을 미치며, 효율 향상을 통해 에너지 절약과 시스템 성능 향상을 동시에 기대할 수 있습니다. 연구는 냉각핀 표면의 열전달 특성을 개선하기 위해 발수/발습 코팅, 나노텍스처링, 친수성 또는 소수성 표면 처리 등의 다양한 공법을 적용합니다. 또한, 표면 처리 후 냉각핀의 열 전달 계수, 열저항, 표면의 결로 성능 및 내구성을 평가하여 최적의 처리 방법을 도출합니다. 이를 통해 표면 처리 방식이 실제 환경 조건(온도, 습도, 공기 흐름 등)에서 냉각핀 성능에 미치는 영향을 정량적으로 분석합니다. 본 연구용역 결과는 전열교환기의 에너지 효율과 신뢰성을 향상시키고, 냉각핀 제조 공정에서의 기술적 진보를 이루는 데 기여할 것입니다. 이를 통해 HVAC(난방, 환기, 공조) 시스템 및 산업용 열교환기에서 더욱 효율적이고 경제적인 솔루션을 제공할 수 있을 것으로 기대됩니다.

2018.11 - 2018.11

환경에 따른 에어로졸 속 세균 생존율 변화에 대한 연구

한국과학창의재단

본 연구는 다양한 환경 조건에서 에어로졸 속에 포함된 세균의 생존율 변화를 분석하여, 공기 중 세균의 전파 및 생존 메커니즘을 규명하는 데 목적이 있습니다. 에어로졸은 미세한 입자 형태로 공기 중에 부유하며, 세균과 같은 미생물의 매개체로 작용하여 감염병 확산에 기여할 수 있습니다. 따라서 환경적 요인이 에어로졸 속 세균의 생존에 미치는 영향을 정량적으로 이해하는 것은 감염병 예방과 공기 질 관리에 필수적입니다. 연구는 온도, 습도, 빛(자외선), 공기 흐름 속도 등 다양한 환경 변수에 따라 세균 생존율이 어떻게 달라지는지 실험적으로 측정합니다. 이를 위해 인공적으로 생성된 에어로졸을 환경 조절 장치에 노출시키고, 시간 경과에 따른 세균의 생존과 비활성화 속도를 평가합니다. 또한, 에어로졸의 물리적 특성(입자 크기, 수분 함량 등)과 세균 생존율 간의 상관관계를 분석하여 환경 조건이 세균 생존에 미치는 주요 요인을 파악합니다. 본 연구는 감염병 확산 모델의 정교화를 위한 데이터를 제공하며, 공기 정화 기술 개발과 공공 건강 정책 수립에도 기여할 수 있을 것으로 기대됩니다. 특히, 의료 시설, 공공 장소, 산업 환경에서의 공기 질 관리 및 병원성 미생물 억제 전략 수립을 위한 과학적 근거를 마련합니다.

2019.06 - 2019.11

다기능, 대면적 필터 생산을 위한 EPD 시스템 개발

중소기업기술정보진흥원

본 프로젝트는 전기영동 증착(Electrophoretic Deposition, EPD) 기술을 활용하여 고기능성 대면적 필터를 경제적이고 효율적으로 생산할 수 있는 시스템을 개발하는 것을 목표로 합니다. EPD 기술은 전기장을 통해 나노 입자 또는 고분자 물질을 균일하게 증착시켜 필터 표면의 기능성을 향상시키는 공정으로, 기존 제조 방식 대비 높은 정밀도와 유연성을 제공합니다. 이 프로젝트는 다양한 필터링 요구에 대응하기 위해 항균, 방오, 초발수, 초친수 등 다기능 표면 처리가 가능한 대면적 필터를 개발하고, EPD 시스템의 설계와 최적화를 진행합니다. 특히, 공정 안정성과 대량 생산 가능성을 확보하기 위해 전기장 제어, 증착 균일성, 필터 소재와의 접합력을 최적화하는 기술 개발에 초점을 맞춥니다. 이 기술은 공기 정화, 물 처리, 산업용 필터 등 광범위한 응용 분야에서 혁신적인 가치를 제공할 것으로 기대됩니다. 본 연구 결과는 필터 제조 비용 절감과 고성능 필터 제품의 상용화 가능성을 높이며, 다양한 산업 분야의 환경 문제 해결과 자원 효율성 증대에 기여할 것입니다. 이를 통해 지속 가능한 필터링 솔루션의 새로운 표준을 제시하며, 글로벌 시장에서의 기술 경쟁력을 강화할 것입니다.

2019.10 - 2021.10

온실 공기조화 및 CO2 자가 생산.공급이 가능한 다목적 재배장치 시제품 제작

주식회사 성원엔지니어링

본 프로젝트는 공기조화 기술과 CO₂ 자가 생산·공급 시스템을 결합한 다목적 재배장치 시제품을 설계 및 제작하는 것을 목표로 합니다. 해당 장치는 작물의 최적 생장 환경을 조성하기 위해 온도, 습도, 공기 순환 등을 정밀하게 제어하며, 동시에 폐자원을 활용하거나 환경 친화적인 방법으로 CO₂를 자가 생산하여 공급함으로써 자원 효율성을 극대화합니다. 시스템은 공기조화 기술을 통해 실시간으로 온실 내 환경을 모니터링하고 제어하며, 이를 통해 작물의 생장 조건을 안정적으로 유지합니다. CO₂ 자가 생산 기능은 생물학적(미생물), 화학적(TiO₂ 광촉매) 또는 물리적 방식(폐기물 처리)를 활용하여 구현되며, 생성된 CO₂는 작물의 광합성 효율을 높이는 데 사용됩니다. 또한, 장치는 이동성과 유연성을 고려한 설계를 통해 다양한 재배 조건에 맞춰 사용이 가능합니다. 본 시제품은 스마트 농업 기술의 첨단화를 위한 새로운 기준을 제시하며, 에너지 절약과 생산성 증대를 동시에 실현할 수 있는 솔루션을 제공합니다. 이를 통해 지속 가능한 농업을 지원하고, 온실가스 활용이라는 친환경적 가치 창출을 통해 농업의 환경적 부담을 완화하는 데 기여할 것으로 기대됩니다.

2019.09 - 2019.11

복합기능 온실 열환경 제어 유닛에 대한 항균, CO2 변환 및 TIO2 광촉매 특성분석 및 성능평가

한국에너지기술연구원

본 프로젝트는 복합기능 온실 열환경 제어 유닛에 적용된 항균 소재, CO₂ 변환 기술, 및 TiO₂ 기반 광촉매의 특성과 성능을 체계적으로 분석하고 평가하는 것을 목표로 합니다. 해당 유닛은 온실 환경 내에서 열환경을 효율적으로 제어함과 동시에 공기 중 유해 미생물 제거, CO₂ 농도 조절, 및 오염 물질 분해와 같은 다기능적 효과를 제공하도록 설계되었습니다. 평가 과정에서는 TiO₂ 광촉매의 활성도, 항균 효과, 및 CO₂ 변환 효율을 측정하며, 이를 다양한 온실 환경 조건에서 테스트합니다. 특히, 광촉매 반응을 통한 유해 물질 분해 성능과 미생물 제어 능력을 분석하여 실제 온실 작물 재배 환경에서의 유효성을 검증합니다. 이와 함께, CO₂ 변환 기술의 효율을 평가하여 작물 성장과 연계된 공기 질 향상 효과를 정량화합니다. 본 연구는 복합기능 온실 유닛의 과학적 기반을 강화하며, 스마트 농업 분야에서의 기술적 신뢰성과 시장성을 높이는 데 기여할 것입니다. 이를 통해 에너지 절약, 환경 개선, 농업 생산성 증대라는 세 가지 목표를 동시에 달성할 수 있는 차세대 온실 시스템 구현에 중요한 기초 데이터를 제공할 것입니다.

2019.10 - 2019.11

수퍼노즐의 체계적 개발을 위한 이론 모델 정립과 효과 검증

서일캐스팅(주)

본 프로젝트는 수퍼노즐의 설계와 최적화를 위해 이론적 모델을 정립하고, 해당 모델의 성능과 효과를 실험적으로 검증하는 것을 목표로 합니다. 수퍼노즐은 다양한 산업 공정에서 유체의 흐름, 분사, 및 에너지 전달을 효과적으로 제어하는 핵심 기술로, 특히 고효율과 정밀한 성능이 요구되는 응용 분야에서 중요성이 점점 더 커지고 있습니다. 프로젝트는 수퍼노즐의 기하학적 구조와 유체 역학적 특성을 기반으로 이론 모델을 개발하며, 이를 통해 노즐의 분사 특성, 흐름 안정성, 그리고 압력 손실 감소 등의 성능을 체계적으로 분석합니다. 또한, 모델의 예측력을 실험적 데이터와 비교하여 검증하며, 최적화된 설계 파라미터를 도출합니다. 이를 통해 수퍼노즐의 성능을 기존 기술 대비 향상시키고, 다양한 산업 분야에서의 적용 가능성을 확대합니다. 본 연구는 수퍼노즐의 과학적 설계와 산업적 활용을 연결하는 교량 역할을 수행할 것입니다. 이를 통해 에너지 효율 개선, 비용 절감, 공정 최적화를 가능하게 하고, 항공우주, 자동차, 화학 공정 및 환경 기술 등 다양한 산업 분야에서 기술 혁신을 이끌어낼 것으로 기대됩니다.

2020.01 - 2020.03

베드 일체형 온실 다기능 열환경 제어 유닛 성능 평가 용역

한국에너지기술연구원

본 용역은 베드 일체형 온실 다기능 열환경 제어 유닛의 성능을 과학적이고 체계적으로 시험 및 평가하여, 제품의 기능성과 효율성을 검증하는 것을 목표로 합니다. 해당 유닛은 온실 환경 내에서 온도, 습도, 공기 흐름 및 열 에너지 관리와 같은 주요 열환경 요소를 통합적으로 제어할 수 있도록 설계되었습니다. 이를 통해, 작물의 생장에 최적화된 환경을 조성하고 에너지 사용 효율을 극대화하는 것을 목적으로 합니다. 평가는 다양한 온실 환경 조건에서 유닛의 온도 제어, 습도 조절, 에너지 소비 효율, 공기 순환 성능 등을 측정하며, 각 기능이 실제 사용 환경에서 안정적이고 신뢰성 있게 작동하는지 검증합니다. 또한, 작물 생장에 미치는 영향을 평가하여 유닛의 실질적 효과와 장기적인 적용 가능성을 확인합니다. 본 용역의 결과는 유닛의 개선 및 최적화를 위한 중요한 데이터로 활용되며, 상용화 추진 시 기술적 신뢰성을 제고하는 데 기여할 것입니다. 이를 통해, 농업 생산성 증대와 온실 환경 관리의 혁신을 도모하고, 에너지 절약과 지속 가능성을 겸비한 스마트 농업 기술의 확산에 이바지할 것으로 기대됩니다.

2020.09 - 2020.11

열환경 제어 시제품 제습 성능 시험 평가 용역

한국에너지기술연구원

본 용역은 열환경 제어 기술이 적용된 시제품의 제습 성능을 체계적으로 시험하고 평가하여, 제품의 효율성과 실효성을 검증하는 것을 목적으로 합니다. 제습 성능은 열환경 제어 시스템의 핵심 요소로, 습도 조절을 통한 쾌적한 실내 환경 조성과 에너지 효율성 확보에 중요한 역할을 합니다. 평가 과정에서는 시제품의 제습 용량, 습도 조절 속도, 에너지 소비 효율, 그리고 장기간 운용 시 성능 변화를 측정합니다. 또한, 다양한 온도 및 습도 조건에서의 작동 성능을 시험하여, 제품이 실제 환경에서 안정적이고 효과적으로 작동하는지 확인합니다. 이러한 시험 결과는 제품의 개선 방향과 상용화를 위한 기준을 수립하는 데 중요한 데이터를 제공합니다. 본 용역은 시제품 개발사의 요구에 부합하는 과학적이고 객관적인 데이터를 제공하며, 열환경 제어 기술의 경쟁력을 강화하고 상용화 가능성을 높이는 데 기여할 것입니다. 이를 통해, 에너지 절약과 쾌적한 환경 조성을 동시에 만족시키는 차세대 열환경 제어 시스템의 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대됩니다.

2020.10 - 2020.11

나노버블 생성 노즐 기술과 산업용 원심분리기 기술을 활용한 악취 절감 시스템 개발 (LINC3.0 산학공동 기술개발 시제품 제작 지원과제)

한국연구재단

본 기술은 나노버블 생성 노즐 기술과 산업용 원심분리기 기술을 융합하여, 절삭유, 폐유, 오·폐수 등의 유체에서 발생하는 악취를 효과적으로 줄이는 혁신적인 시스템입니다. 기존 원심 분리 작업 후, 유체를 저장하는 탱크 내부에서 발생하는 부패 현상으로 인해 악취가 유발되고, 절삭유의 변색 및 방청성 감소와 같은 문제가 발생하는 상황을 개선하고자 합니다. 이를 해결하기 위해 유체 내 용존 산소량 증가, 멸균 효과, 점도 변화 등의 기능을 제공하는 나노버블 생성 노즐을 원심분리기에 적용한 차세대 시스템을 개발할 계획입니다. 본 시스템은 나노버블의 물리적·화학적 특성을 활용하여 유체의 품질을 유지하며, 환경 친화적이고 효율적인 악취 절감 효과를 기대할 수 있습니다. 이 기술은 절삭유 및 폐유 처리, 산업용 오·폐수 관리 등 다양한 산업 분야에서의 활용 가능성을 열어주며, 생산 공정의 지속 가능성과 비용 절감에도 기여할 것입니다.

2023.06 - 2023.12

전기영동증착 나노코팅 원단과 카본 소재 프레임을 활용한 비 젖음 방지, 세균 증식 억제 및 강풍 저항성 강화 초경량 고강도 발수·항균 우산 시제품 개발

중소기업기술정보진흥원

본 프로젝트는 전기영동증착 나노코팅 기술과 카본 소재 프레임을 활용하여 발수성, 항균성, 강풍 저항성을 갖춘 초경량 고강도 우산 시제품을 개발하는 데 목적이 있습니다. 전기영동증착 기술을 통해 원단 표면에 나노코팅을 균일하게 형성하여 물의 흡수 및 잔류를 방지하고, 세균 및 오염 물질의 증식을 억제하는 기능을 제공합니다. 이러한 특성은 기존 우산 제품에서 해결하기 어려웠던 젖음 방지와 위생 문제를 동시에 해결합니다. 또한, 카본 소재를 활용한 프레임 설계를 통해 우산의 경량화와 고강도 특성을 확보하여 강풍 저항성을 크게 향상시킵니다. 카본 프레임은 기존 금속 프레임보다 가벼우면서도 높은 내구성을 제공하며, 복잡한 하중과 충격 상황에서도 안정적으로 형태를 유지할 수 있습니다. 이와 함께 나노코팅 원단의 발수 성능은 비와 강풍이 동반된 극한 환경에서도 우수한 방수 효과를 발휘합니다. 본 프로젝트의 결과물은 생활 편의성을 높이는 것은 물론, 위생과 내구성을 강화한 차세대 우산 제품으로 자리 잡을 것입니다. 이러한 혁신적인 제품 개발은 단순 소비재를 넘어선 첨단 기술 기반의 산업적 가치를 창출하며, 지속 가능한 소재와 기술의 활용을 통해 환경에도 기여할 수 있는 가능성을 열어줄 것입니다.

진행중

대면적 화상 치료를 위한 습윤, 항균, 접착성이 강화된 하이드로겔 패치 (LINC3.0 산학공동 기술개발 시제품 제작 지원과제)

한국연구재단

하이드로겔 패치는 화상 치료를 위한 혁신적인 솔루션으로, 습윤 환경을 제공하여 피부 재생을 촉진하고, 항균 특성을 통해 감염을 예방하며, 뛰어난 접착력을 바탕으로 화상 부위에 안정적으로 부착될 수 있습니다. 특히, 진물을 흡수하면서도 접착력이 적절히 조절되어, 화상 부위에 불필요한 자극을 주지 않고도 패치를 쉽게 교체할 수 있습니다. 또한, 투명한 특성 덕분에 레이저 및 광원을 활용한 치료 과정에서도 효과적으로 사용 가능합니다.개발된 하이드로겔 패치는 이러한 다기능적 특성을 통해 대면적 화상 치료에 최적화되어 있으며, 화상뿐 아니라 다양한 상처 치료에도 폭넓게 활용될 수 있어 의료 분야에서의 혁신적 역할이 기대됩니다.

진행중

전기영동법을 적용한 기능성 하이드로겔 마스크팩 개발 (LINC3.0 산학공동 기술개발 시제품 제작 지원과제)

한국연구재단

본 프로젝트는 하이드로겔 마스크팩, 의료용 패치, 상처 치료제 등 다양한 응용 분야에서 활용될 수 있는 고성능 하이드로겔 개발을 목표로 합니다. 또한, 하이드로겔의 물리적 특성을 개선함으로써 기존 제품의 단점을 보완하고, 소비자들에게 더욱 안전하고 효과적인 제품을 제공할 수 있는 가능성을 열어줍니다. 이를 통해 본 기술은 화장품 산업뿐 아니라 의료 및 바이오 산업에서도 지속 가능한 혁신을 이끌어갈 핵심 기술로 자리잡을 것입니다.

2022.08 - 2022.12

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경력

Reasearcher
Samsung Electronics
2006 - 2009
Postdoctoral Associate
Massachusetts Institute of Technology(MIT)
2014 - 2015
Postdoctoral Fellow
Massachusetts Institute of Technology(MIT)
2015 - 2017
Assistant Professor
Sookmyung Women's University
2017 - 2022
Associate Professor
Sookmyung Women's University
2022 - 2024

특허

개인 맞춤형 화장품추천장치 및 방법
10-2022-0148429
2022.11
염료감응 태양전지의 전극 및 이의 제조방법
PCT/KR2022/013941
2022.09
염료감응 태양전지의 전해질 및 이의 제조방법
PCT/KR2022/013940
2022.09
염료감응 태양전지 및 이의 전해질, 그리고 태양전지와 전해질의 제조방법
17/779,236
2022.05
개인 맞춤형 건강관리시스템 및 방법
10-2022-0041987
2022.04
기능성 소재의 제조방법 및 장치
17/440,306
2021.09
음식물섭취분석을 기반으로 개인 맞춤형 영양제 추천 시스템 및 방법
10-2021-0031362
2021.03
화장품성분분석을 기반으로 개인 맞춤형 화장품 추천 시스템 및 방법
10-2021-0031363
2021.03
DYE-SENSITIZED SOLAR CELL, ELECTROLYTE THEREOF, AND METHODS FOR MANUFACTURING SOLAR CELL AND ELECTROLYTE
PCT/KR2021/002385
2021.02
염료감응 태양전지의 전해질 및 이의 제조방법(ELECTROLYTE OF DYE-SENSITIZED SOLAR CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME)
10-2020-0023515
2020.02
하이드로겔 전해질을 포함한 염료감응 태양전지 및 이의 제조방법(DYE-SENSITIZED SOLAR CELL COMPRISING HYDROGEL ELECTROLYTE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME)
10-2020-0023516
2020.02
염료감응 태양전지의 전해질 및 이의 제조방법(ELECTROLYTE OF DYE-SENSITIZED SOLAR CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME)
10-2020-0023515
2020.02
하이드로겔 전해질을 포함한 염료감응 태양전지 및 이의 제조방법(DYE-SENSITIZED SOLAR CELL COMPRISING HYDROGEL ELECTROLYTE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME)
10-2020-0023516
2020.02
기능성 소재 및 이의 제조방법(Preparation method and Device for functional materials)
10-2020-0022133
2020.02
METHOD FOR MOLDING HYDROGEL BY USING ELECTROPHORESIS, AND METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRODE OF MICROBIAL FUEL CELL
PCT/KR2020/002594
2020.02
FUNCTIONAL MATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME
PCT/KR2020/002604
2020.02
웨어러블 공기청정장치(WEARABLE AIR PURIFIER)
10-2020-0022126
2020.02
버블을 이용한 실시간 수중 파티클 감지시스템(System for detecting underwater bacteria in real time using bubble)
10-2020-0021555
2020.02
REAL-TIME UNDERWATER PARTICLE-SENSING SYSTEM USING BUBBLES
PCT/KR2020/002548
2020.02
박테리아 보관방법 및 이에 의해 생성된 건조분말(METHOD FOR STORING BACTERIA AND DRY POWER PRODUCES BY THE SAME METHOD)
10-2019-0057031
2019.05
에어로졸 생성방법 및 장치(METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING AEROSOLS)
10-2019-0054459
2019.05
미생물 연료전지의 전극제조방법, 이에 의해 제조된 전극 및 이를 포함한 미생물 연료전지(METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRODE IN MICROORGANIC FUEL CELL, THE ELECTRODE PRODUCED BY THE SAME METHOD, AND THE MICROORGANIC FUEL CELL INCLUDING THE SAME ELECTRODE)
10-2019-0043922
2019.04
전기영동법을 이용한 하이드로겔 성형방법 및 이를 이용한 성형품(FUNCTIONAL HYDROGEL MOLDING METHOD USING ELECTROPHORESIS AND MOLDED PARTS USNG THE SAME METHOD)
10-2019-0033049
2019.03
Electrophoretic-deposited surfaces
9096942
2015.08
ELECTROPHORETIC-DEPOSITED SURFACES
13402126
2012.02
Fuel cell system having fuel circulation structure, method of operating the same, and electronic apparatus including the fuel cell system
12645694
2009.12
Direct methanol fuel cell system
12639231
2009.12
Fuel cell system
12639948
2009.12
FUEL CELL SYSTEM
12634562
2009.12
FUEL CELL SYSTEM CAPABLE OF SUPPLYING POWER OF VARIOUS LEVELS AND METHOD OF OPERATING THE SAME
12172365
2008.07
Power unit and cartridge, and fuel cell system comprising power unit and cartridge
12169170
2008.07
Recycler for direct methanol fuel cell and method of operating the same
12045900
2008.03
Hybrid voltage supply apparatus, method of controlling the same, and electronic system employing the same as power supply
11950038
2007.12
Fuel cell cartridge having residual fuel measuring unit and method of measuring residual fuel of fuel cell system having the same
11856291
2007.09
Fuel cell system having pressurizing system
11854748
2007.09
Fuel cell system and method of operating the same
11840805
2007.08
FUEL CELL SYSTEM AND METHOD OF OPERATING THE SAME
11778317
2007.07
전기영동법을 이용한 기능성 하이드로겔 LED 마스크 및 이의 하이드로겔 마스크팩
10-2022-0097730