이 연구 분야는 미세 가공 기술과 집적회로 기술을 융합하여 초소형 센서를 개발하고, 실제 환경에서의 신뢰성과 정밀도를 확보하는 데 중점을 두고 있습니다.
주요 연구 주제:
압력 센서 (Pressure Sensors)
기계적 변형을 정밀하게 감지할 수 있는 다이어프램 기반의 압력 센서를 설계하고 있으며, 의료용 생체 삽입형 센서나 산업용 로봇의 힘 피드백 장치 등에 응용되고 있습니다.
스트레인 및 크랙 센서 (Strain & Crack Sensors)
마이크로 크랙의 발생을 실시간으로 감지할 수 있는 고감도 센서를 개발하여, 구조물의 피로 손상 모니터링, 웨어러블 전자피부(e-skin), 스마트 섬유 등의 분야에 활용되고 있습니다.
가스 센서 (Gas Sensors)
MEMS 구조 내에 고감도 감지 소재(nanostructured metal oxide, graphene 등)를 적용하여, 다양한 유해가스나 생체 관련 화학물질(NH₃, H₂S, VOC 등)을 낮은 농도에서도 정밀하게 검출할 수 있는 기술을 개발하고 있습니다.
기술적 장점:
미세 가공 공정(MEMS fabrication)을 통한 정밀 구조 설계
다기능 센서 플랫폼 구현: 물리‧화학 센서를 동시에 집적
무선통신 및 데이터 분석 기술과의 융합을 통한 스마트 센서 시스템 구성
바이오 및 환경 모니터링, 헬스케어, 산업 현장 등 다양한 응용 가능성
MEMS Fabrication and Design 연구는 첨단 센서 기술의 새로운 패러다임을 제시하며, 실용성과 혁신성을 동시에 갖춘 차세대 센서 플랫폼 개발을 목표로 지속적인 연구개발을 수행하고 있습니다.
이 연구 분야는 전기적, 기계적, 화학적 신호를 통합적으로 감지하고 분석할 수 있는 정밀 진단 플랫폼 구축을 목표로 하며, 다양한 생체 환경에 적용 가능한 첨단 센서 시스템을 연구하고 있습니다.
주요 연구 주제:
심장독성 평가 플랫폼
기계적 수축력과 전기적 활동을 동시에 실시간으로 측정할 수 있는 멀티모달 센서 시스템을 개발하여, 심근세포 기반 약물 독성 평가에 활용하고 있습니다. 이는 심혈관계 부작용을 조기에 판별할 수 있는 신약 개발의 핵심 기술로 주목받고 있습니다.
3D 삽입형 무전원 무선 바이오센서
인체 삽입이 가능한 무전원(passive), 무선(wireless) 센서 시스템을 연구하여, 이식 후 외부에서 전력 공급 없이도 생체 신호를 모니터링할 수 있는 기술을 개발하고 있습니다. 이는 혈압, 압력, 스트레스 등의 지표를 장기간 측정할 수 있도록 설계됩니다.
피부 부착형 바이오센서 (Skin-attachable sensors)
유연하고 신축성 있는 소재 기반의 웨어러블 센서를 개발하여, 피부에 직접 부착하여 생체신호(심박수, 땀 내 생화학 성분 등)를 실시간으로 측정할 수 있는 기술을 연구 중입니다. 이는 개인 건강 모니터링과 맞춤형 헬스케어 서비스에 활용됩니다.
전자코 시스템 (Electronic Nose Systems)
복합 휘발성 유기화합물(VOC)을 인식할 수 있는 고감도 가스 센서를 기반으로, 다양한 냄새 패턴을 구분하고 인식할 수 있는 전자코 시스템을 연구합니다. 이 시스템은 질병 진단, 식품 신선도 측정, 환경 모니터링 등에 활용될 수 있습니다.
생체 삽입형 스캐폴드 (Bio-implantable Scaffolds)
조직 재생과 생체 신호 측정을 동시에 수행할 수 있는 스마트 스캐폴드를 개발하고 있습니다. 생분해성 및 생체적합성 소재를 기반으로 하여, 미세 환경 내에서 전기적 자극 전달, 압력/스트레스 모니터링, 약물 전달 등 다양한 기능을 통합한 차세대 바이오 인터페이스를 구현하고 있습니다.
기술적 장점:
전기‧기계적 신호의 동시 정량화를 통한 진단 정밀도 향상
무전원/무선 방식의 이식형 센서 개발로 장기 모니터링 가능
인체 친화적, 착용 가능한 소재 설계를 통한 사용자 편의성 확보
다중센서 통합 및 AI 기반 패턴 분석으로 데이터 해석 자동화 가능
스캐폴드 기반의 생체 내 진단 및 치료 통합 플랫폼 기술 확보
Biosensors and Biosystems 연구는 헬스케어, 제약, 바이오 진단, 환경 분석 등 다양한 분야에 활용 가능한 스마트 바이오 인터페이스 기술을 지향하며, 미래 지능형 바이오센서 플랫폼 구축에 핵심 역할을 수행하고 있습니다.
이 연구 분야는 센서 감도 향상, 표면 특성 제어, 에너지 변환 효율 증대를 목표로 하며, 다학제 융합적 접근을 통해 고기능성 나노복합체를 설계하고 평가합니다.
주요 연구 주제:
고감도 센서용 기능성 나노소재
전기적‧화학적 민감도가 우수한 금속 산화물 나노입자, 2D 소재(그래핀, MoS₂ 등) 등을 합성하고, 이를 MEMS 센서 플랫폼에 적용하여 가스, 압력, 균열 등을 정밀하게 감지할 수 있는 고감도 센서를 구현합니다.
초발수 및 표면 개질용 나노소재
표면 에너지 제어를 통한 초발수(superhydrophobic) 특성 구현을 위해 나노구조 코팅 및 기능성 표면 처리 기술을 연구하고 있습니다. 이는 센서의 내환경성 향상, 오염 방지, 액체 기반 바이오센서의 민감도 향상 등에 기여합니다.
에너지 응용을 위한 나노복합소재
고활성 나노촉매와 전도성 나노구조체를 조합한 나노복합소재(nanocomposites)를 설계하여, 수소 발생 반응(HER)이나 산소 환원 반응(ORR)의 효율을 높이는 연구를 수행하고 있습니다. 이는 차세대 청정에너지 변환 기술의 핵심 소재 개발로 연결됩니다.
기술적 특장점:
정밀한 습식합성, 졸-겔, 전기화학적 합성법 등을 활용한 다양한 나노소재 제조
TEM, SEM, AFM, XPS, Raman, XRD 등 첨단 장비를 활용한 정성‧정량적 분석
센서 및 에너지 디바이스와의 소재-플랫폼 통합 연구
고신뢰성 및 반복 가능한 나노 구조 제어 기술 확보
Nanomaterials Synthesis and Characterization 연구는 센서 성능 향상 및 친환경 에너지 기술의 발전을 이끄는 핵심 원천기술로, 소재 중심의 융합 연구를 통해 다양한 산업적 파급력을 창출하고 있습니다.
에너지 생성 및 저장: 친환경 에너지 생산/저장 및 무선센서용 초소형 발전기 개발
이 연구분야에서는 사물인터넷(IoT), 웨어러블 디바이스, 바이오센서 등의 무전원, 지속형 전력공급 솔루션을 제공하기 위해 노력하고 있으며, 다양한 에너지 변환 소자와 고성능 저장소자의 융합을 통해 실용적인 독립형 전력 시스템을 구현하고자 합니다.
주요 연구 주제:
Triboelectric Nanogenerators (TENGs)
마찰전기 및 정전기 유도 현상을 활용하여 일상적인 움직임(진동, 접촉, 공기 흐름 등)을 전기에너지로 변환하는 기술입니다. 재료 선택과 마이크로 패터닝된 표면 구조 설계를 통해 출력 밀도를 향상시키고 있으며, 초소형 센서 시스템의 독립 전력원으로 활용됩니다.
Piezoelectric Energy Harvesters (PZT-based)
세라믹 압전 소재(PZT) 및 유연 압전 폴리머를 기반으로, 구조물의 진동이나 인체 움직임 등으로부터 에너지를 수확하는 기술을 연구하고 있습니다. 높은 에너지 변환 효율을 바탕으로 웨어러블 기기, 구조물 모니터링, 생체 이식형 센서 등 다양한 분야에 적용됩니다.
Hybrid Energy Systems and Supercapacitor Integration
TENG 및 압전 발전기에서 생성된 에너지를 안정적으로 저장하고 활용하기 위해, 슈퍼커패시터(supercapacitor) 및 고성능 나노전극 기반의 에너지 저장소자를 개발하고 있습니다. 빠른 충·방전 특성, 높은 사이클 수명, 높은 에너지 밀도 등의 특성을 갖춘 슈퍼커패시터는 센서 및 소형 디바이스와의 통합을 통해 독립형 에너지 시스템 구축에 최적화되어 있습니다.
기술적 특장점:
저주파 환경에서도 작동하는 고감도 에너지 수확 기술
마찰전기/압전 효과 기반의 발전기 설계 및 최적화
고신뢰성 슈퍼커패시터 기반 저장 기술과의 통합
소형·경량화 가능한 융합 에너지 플랫폼
Energy Harvesting and Storage 연구는 전력 인프라가 제한된 환경에서도 센서와 디바이스가 스스로 작동(Self-powered) 할 수 있도록 하는 핵심 기반 기술입니다. 본 연구실은 이와 같은 기술을 통해 차세대 스마트 센서, 웨어러블 헬스케어, 바이오 전자기기 분야에 새로운 솔루션을 제시하고 있습니다.