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about the Lab

Welcome to the Choi Group

저희는 한밭대학교 화학생명공학과에 소속된 국제적이고 다학제적인 연구 그룹입니다. 환경공학, 재료과학, 나노기술 및 고분자과학을 융합하여 환경 정화를 위한 첨단 소재와 시스템을 개발하고 있습니다.

저희 연구의 핵심에는 다음과 같은 근본적인 질문이 있습니다.

유해·위험 물질(Hazardous and Noxious Substances, HNSs)을 충분히 이해하여 환경으로부터 효과적으로 제어하고, 포집하고, 분리하여 궁극적으로 제거하려면 어떻게 해야 할까요?

유해·위험 물질에는 미세먼지, 휘발성 유기화합물(VOCs), 중금속, 미세플라스틱, 오일 및 잔류성 유기오염물질 등 다양한 오염물질이 포함됩니다. 이러한 물질들은 화학적 조성이 다양하고 환경 내에서 복잡한 거동을 보이며, 발생원 또한 다양하기 때문에 효과적으로 정화하는 것은 과학적·공학적으로 어려운 과제입니다.

저희 연구 그룹은 오염물질이 어디에서 발생하는지, 환경 내에서 어떻게 이동하고 변화하는지, 그리고 인공적으로 설계된 소재와 분자적·계면적·거시적 규모에서 어떻게 상호작용하는지를 규명하고자 합니다. 이러한 근본적인 관계를 밝혀 차세대 환경 소재를 설계하기 위한 합리적인 설계 원리를 확립하는 것이 목표입니다.

저희의 궁극적인 목표는 스마트 나노소재와 기능성 고분자로 구성된 견고한 벌크 구조체를 상향식(bottom-up)으로 설계하고 제작하는 것입니다. 단순히 나노미터 규모에서의 성능에만 집중하는 것이 아니라, 나노소재의 고유한 특성을 실제 환경에 적용할 수 있고 대량 생산이 가능하며 기계적으로 안정적인 시스템으로 구현하는 데 중점을 두고 있습니다.

이를 위해 표면 화학적 특성, 기공 구조, 젖음성, 광학적 특성 및 물질 전달 특성을 정밀하게 제어한 소재를 설계합니다. 이러한 기능성 구성 요소는 멤브레인, 다공성 구조체, 섬유 소재, 하이드로겔, 에어로겔 및 기타 3차원 구조체에 적용되어 실제 환경 시스템에 활용될 수 있도록 개발됩니다.

저희 연구의 주요 주제 중 하나는 구조, 물성 및 환경 정화 성능 사이의 관계입니다. 소재의 합성 및 가공, 물리화학적 특성 분석, 물질 전달 분석, 오염물질 제거 실험을 결합하여 소재가 효과적으로 작동하는지뿐만 아니라, 왜 그러한 성능을 나타내는지까지 이해하고자 합니다.

이러한 접근을 통해 기초 재료과학과 실제 환경공학 사이의 간극을 좁히고, 효율적이고 선택적이며 재생 가능하고 대규모 적용이 가능하면서도 지속 가능한 기술을 개발하고자 합니다.

주요 연구 분야 (Specific Research Topics)

미세먼지 및 VOC 제거를 위한 스마트 공기 여과

미세먼지와 휘발성 유기화합물을 효과적으로 제거하기 위해 섬유형, 다공성 및 기능화된 필터 소재를 개발합니다. 포집 효율을 향상시키는 동시에 압력 강하를 제어하고, 흡착 용량과 내구성 및 장기간 사용 시의 성능을 개선하는 데 중점을 두고 있습니다.

미세플라스틱 및 중금속 제거를 위한 고성능 흡착제

수중 미세플라스틱, 독성 금속 이온 및 기타 신종 오염물질을 선택적으로 포집하기 위해 표면 전하, 화학적 결합 부위 및 계층적 기공 구조를 조절한 기능성 흡착제를 설계합니다.

유기오염물질 분해를 위한 광촉매 소재

빛을 조사했을 때 잔류성 유기오염물질을 분해할 수 있는 반도체 및 하이브리드 광촉매 소재를 연구합니다. 특히 광흡수, 전하 분리, 촉매 반응 경로 및 소재의 안정성에 주목합니다.

유수 분리 (Oil/Water Separation)

젖음성을 제어한 다공성 및 계면 소재를 개발하여 오일과 물을 선택적으로 분리합니다. 이러한 시스템은 유분이 포함된 폐수 처리, 산업용 분리 공정 및 기름 유출 사고 대응 등에 활용하는 것을 목표로 합니다.

수질 정화를 위한 열 및 광열 증발기

열에너지 또는 태양에너지를 국소적인 열로 전환하여 물을 증발시키는 고효율 증발 시스템을 연구합니다. 에너지 변환 효율, 물의 이동, 염분에 대한 저항성 및 증발 효율을 최적화하는 데 중점을 둡니다.

기능성 고분자와 나노소재의 통합

나노소재의 높은 표면 활성과 고유한 나노 수준의 특성을 유지하면서 이를 고분자 및 벌크 구조체에 통합하는 방법을 연구합니다. 이를 통해 소재의 안정성, 가공성, 회수 가능성 및 실제 활용성을 향상시키고자 합니다.

오염물질과 소재 사이의 근본적인 상호작용

환경 정화 성능을 좌우하는 흡착, 확산, 계면 현상, 화학반응 및 물질 전달 과정을 연구합니다. 이러한 메커니즘에 대한 이해는 더욱 선택적이고 효율적인 소재를 설계하기 위한 과학적 기반이 됩니다.

연구 비전

저희는 분자 수준에서의 과학적 이해를 바탕으로 소재를 설계하고, 이를 실제 환경에 적용할 수 있는 기술로 발전시켜 더 깨끗한 공기와 안전한 물을 실현하는 스마트하고 견고하며 지속 가능한 환경 소재 플랫폼을 개발하고자 합니다. 이를 통해 다양한 환경오염 문제에 대한 실질적이고 지속 가능한 해결책을 제시하는 것을 궁극적인 목표로 합니다. 

Contact 

국립 한밭대학교 화학생명공학과

대전광역시 유성구 동서대로 125 한밭대학교 N6동 606호

Won San Choi, Ph.D.

Professor

Department of Chemical and Biological Engineering

Hanbat National University

125 Dongseodaero, Yuseong-gu, Daejeon

Office: 82-42-821-1540

주소: 대전광역시 유성구 동서대로 125 N6동 606호