VISION 3040

Chemical separations consume 10 to 15% of the world's total energy, and distillation alone accounts for roughly half of all industrial process energy. A single propylene/propane splitter runs over 100 meters tall with more than 200 trays, boiling and recondensing the same molecules thousands of times to resolve a size difference of 0.2 angstrom. Replacing these thermal processes with membranes could cut that energy demand by up to 90%.

SMART Lab was founded in 2025 to build the materials that make this possible. Our microporous polymers and frameworks separate molecules by pore architecture alone, at ambient temperature, with no phase change. We design that architecture with sub-angstrom precision and push past the permeability−selectivity trade-off that has bounded membrane performance since Robeson defined it in 2008. And we carry each material through the full chain from theory to membrane, module, and process, because a discovery that cannot be scaled changes nothing.

By 2030, we will have proven it. Membranes that hold their separation performance for thousands of hours instead of tens, scaled from coupon to hollow fiber and spiral-wound modules, and validated on real feeds: flue gas, refinery streams, brine, spent battery leachate. Decades of membrane chemistry that never left the journals, moved into hardware that a plant engineer can install.

By 2040, we will have changed the baseline. Refineries that separate crude without distillation columns. CO2 capture in a skid the size of a shipping container. Lithium recovered from seawater at battery-grade purity. Radioactive ions stripped to below drinking-water limits. Separations that today are run on fossil fuel, run instead with a film.

"Carbon neutrality will be won across thousands of separations, 

one membrane at a time. We are here to build them"

화학 분리 공정은 전 세계 총 에너지의 10~15%를 소비하며, 그중 증류가 산업 공정 에너지의 절반가량을 차지합니다. 프로필렌/프로판 분리탑 하나가 높이 100 m, 단수 200단을 넘습니다. 0.2 옹스트롬의 크기 차이를 가르기 위해 같은 분자를 수천 번 끓이고 다시 응축시키는 것입니다. 이를 분리막으로 대체하면 해당 에너지의 최대 90%를 줄일 수 있습니다.

SMART Lab은 이를 가능하게 하는 소재를 만들기 위해 2025년 문을 열었습니다. 우리가 개발하는 다공성 고분자와 골격체는 상변화 없이, 상온에서, 오직 기공 구조만으로 분자를 분리합니다. 그 구조를 옹스트롬 이하의 정밀도로 설계하여, 2008년 Robeson이 정의한 이래 분리막 성능을 가둬온 투과도−선택도 상충관계를 넘어섭니다. 그리고 모든 소재를 이론에서 분리막, 모듈, 공정까지 끝까지 끌고 갑니다. 확장할 수 없는 발견은 아무것도 바꾸지 못하기 때문입니다.

2030년, 우리는 증명해 보일 것입니다. 수십 시간이 아니라 수천 시간 동안 성능을 유지하는 분리막, 실험실 쿠폰에서 중공사·나권형 모듈까지 확장된 제조 공정, 그리고 배가스·정유 스트림·염수·폐배터리 침출액 같은 실제 공급원에서 검증된 데이터. 수십 년간 논문 속에 머물렀던 막소재를, 현장 엔지니어가 곧바로 설치할 수 있는 장치로 옮겨놓는 일입니다.

2040년, 우리는 기준선을 바꿔놓을 것입니다. 증류탑 없이 원유를 분리하는 정유 공장, 컨테이너 한 대 크기 설비로 이루어지는 CO2 포집, 바닷물에서 배터리용 순도로 회수되는 리튬, 음용수 기준 이하로 제거되는 방사성 이온. 오늘날 화석연료로 수행하는 분리를, 한 장의 막으로 수행하는 것입니다.

"탄소중립은 수천 개의 분리 공정이 한 겹의 막으로 대체되면서 이뤄집니다.

SMART Lab은 그 혁신을 만듭니다"

Our core values

At the SMART lab, we are guided by three core values: (1) Creativity, (2) Resilience, and (3) Global perspective.

1. Creativity means more than solving problems. It begins with the curiosity to find them. The most important problems are the ones no one has thought to ask yet, and they do not exist until someone imagines them. We strive to build a research environment where everyone is encouraged to ask bold questions, explore ideas without precedent, and stay motivated by a clear sense of purpose.

2. Resilience is the capacity to keep going when the result does not come. Great researchers are not made by intelligence alone but by the ability to endure pain and setback in pursuit of something worth doing. Membranes fail, syntheses do not reproduce, and papers get rejected. We believe that taking risks, making mistakes, and reflecting on the journey are essential parts of meaningful research. Growth happens not through success but through what we do after failure.

3. Global perspective reflects our commitment to understanding, communication, and collaboration across cultures. The problems we work on are global by nature, and so are the communities solving them. We value mutual respect, empathy, and openness, and we support one another in developing strong communication skills, including English proficiency and presentation ability, so that every member can contribute confidently in international research communities.

Together, we aim to foster a lab culture that emphasizes open communication, mutual respect, and safe research practices. We believe in the importance of work–life balance and are committed to creating an enjoyable, inclusive environment where every member can grow, contribute, and find joy in research.

우리 SMART Lab에서는 세 가지 핵심 가치를 바탕으로 연구를 진행합니다: (1) 창의성, (2) 인내심, (3) 국제성.

1. 창의성은 단순히 문제를 해결하는 것을 넘어, 문제를 발견하려는 호기심에서 출발합니다. 가장 중요한 문제는 아직 아무도 질문하지 않은 문제이며, 누군가 상상하기 전까지 존재하지 않습니다. 모든 연구자가 과감한 질문을 던지고, 전례 없는 아이디어를 탐구하며, 뚜렷한 목적의식 속에서 동기부여될 수 있는 연구 환경을 만들고자 합니다.

2. 인내심은 결과가 나오지 않을 때에도 계속 나아가는 힘입니다. 뛰어난 연구자를 만드는 것은 지능이 아니라, 가치 있는 일을 위해 고통과 좌절을 견뎌내는 능력입니다. 분리막은 터지고, 합성은 재현되지 않으며, 논문은 거절당합니다. 위험을 감수하고, 실수를 경험하며, 그 여정을 성찰하는 과정이 의미 있는 연구의 본질이라고 믿습니다. 진정한 성장은 성공이 아니라, 실패한 다음에 무엇을 하는가에서 이루어집니다.

3. 국제성은 다양한 문화 속에서 이해하고 소통하며 협력하려는 우리의 약속을 반영합니다. 우리가 다루는 문제는 본질적으로 전 지구적이며, 그 문제를 푸는 공동체 또한 그러합니다. 상호 존중, 공감, 개방성을 중시하며, 영어 및 발표 능력을 포함한 커뮤니케이션 역량을 길러 모든 구성원이 국제 연구 공동체에서 자신 있게 기여할 수 있도록 서로를 응원할 것입니다.

해당 가치를 바탕으로, 구성원 간의 자유롭고 활발한 소통, 안전한 연구 환경, 서로 존중하는 문화를 바탕으로 깊이 있는 연구를 함께 만들어가고자 합니다.  또한, 일과 삶의 균형(워라밸)을 존중하며, 각자의 전문성과 잠재력을 마음껏 펼칠 수 있는 즐거운 연구실을 만들어 나갑시다.