Research Themes

 Research Goal & Perspective

전기공학을 전공하였으나, 센서칩 개발 및 소자 제작을 위한 MEMS/NEMS, 바이오 메디컬, 의공학, 전기/광학의 연구기술을 이용하여 연구를 진행 합니다. 

연구테마도 전기공학을 기반으로한 바이오 센서, 바이오 의학, 질병 메커니즘 규명등에 유용하게 사용되는 과학적 센싱 기술 개발 및 플랫폼 개발에 주안점을 두고 있습니다. 이론 물리나 이론 시뮬레이션 Lab.이 아닌, 물리/재료분야/전기공학를 기반으로 하여 실험 기반의 연구를 통하여 해당 현상의 원리를 깨우치고 이를 기반으로 결론을 도출하며, 이 결론이 실제생활에 실질적으로 어떠한 의미를 가지는지 연구하는 학문 분야를 가지고 있습니다. 

"융합과학"이라고 불리우는 학문 분야의 중심에 있으며, "물리학 + 전기/재료/기계공학 + 생명공학" , 세 분야의 중심에서 전기공학 출신의 과학자가 탁상위에서의 연구가 아닌,  실제로 현실세계에 기여할 수 있는 연구 분야를 테마로 가지고 있습니다.


# 연구의 목표가 뚜렷합니다. 

본인이 알고 있는 연구주제를 이용해서 인류에 기여할 수 있는 아이템을 다루되, 세계 최초, 최고 수준의 퍼포먼스를 내는 것을 목표로 하는 연구실입니다.  최상의 연구환경을 제공하며 더불어 최고의 인력풀 구성을 지향합니다.

Seeking a position in a fast-paced, cross-disciplinary environment. Strong skills in NEMS/MEMS, Biophysics, Bio-sensing, Surface Science, Biomedical Engineering and Optics of Visible sensor Devices. Particularly interested in the interface between scientific solutions and real world problems, caused by a variety of  interfacial Phenomena

Ÿ Lipid membrane Formation / deformation / Analysis  

Ÿ Optical bio-chemical sensors in visible spectrum ranges  

Ÿ Bio-chip array for bio-optical applications

Bio Tech. 인공세포막 재현 (Reconstruction of Lipid model membrane)

인간의 세포는 유전물질을 보호하고, 세포 내외로 신호 전달을 용이하게 하기 위하여, 세포막에 의해 둘러쌓여 있습니다. 실제 세포막을 그대로 체외로 가지고 와서 재현함에 큰 어려움이 있기 때문에, 인공 세포막을 재현함으로써, 체내에서 발생하는 세포막의 역할, 관련 질병과의 연관성 등등의 세포막 관점에서의 바이오 현상을 물리학적 관점에서 설명하고 있습니다. 

타겟질병:  치매단백질의 세포막과의 질병 유발인자 규명, 엑소좀을 이용한 각종 질병질환 연구.

관련 학문: 

생명공학, 생물 물리학, 화학공학, 전기공학, 재료공학, 생물학 

During vesicular trafficking and release of enveloped viruses, the budding and fission processes dynamically remodel the donor cell membrane in a protein- or a lipid-mediated manner. In all cases, in addition to the generation or relief of the curvature stress, the buds recruit specific lipids and proteins from the donor membrane through restricted diffusion for the development of a ring-type raft domain of closed topology. Here, by reconstituting the bud topography in a model membrane, we demonstrate the preferential localization of cholesterol- and sphingomyelin-enriched microdomains in the collar band of the bud-neck interfaced with the donor membrane. The geometrical approach to the recapitulation of the dynamic membrane reorganization, resulting from the local radii of curvatures from nanometre-to-micrometre scales, offers important clues for understanding the active roles of the bud topography in the sorting and migration machinery of key signalling proteins involved in membrane budding.

IT. 광학 센서 개발 (Development of Optical sensor platform) 

전기 공학 기반의 광물리, 전자물리, 광학의 관점에서 센서 개발을 진행하고 있습니다. 세포막을 광학 센서에 올리는 방법, 세포를 광학 센서 위에서 키우는 방법 등의  다양한 접근을 통하여 체내에서 실제 일어남 직한 현상을 발견하고,  원리를 기반으로 현실 어플리케이션에 적용,  이를 통한 광 바이오센서 개발 연구를 진행하고 있습니다. 

연구제목: 나노구조물의 제어를 통한 가시광/라만/테라파의 영역에서 바이오물질의 측정 및 검지

관련 학문: 

전자물리, 생물 물리학, 화학, 전기공학, 재료공학, 생물학, 물리학, 광학

During vesicle budding or endocytosis, biomembranes undergo a series of lipid- and proteinmediated deformations involving cholesterol-enriched lipid rafts. If lipid rafts of high bending rigidities become confined to the incipient curved membrane topology such as a bud-neck interface, they can be expected to reform as ring-shaped rafts. Here, we report on the observation of a disk-to-ring shape morpho-chemical transition of a model membrane in the absence of geometric constraints. The raft shape transition is triggered by lateral compositional heterogeneity and is accompanied by membrane deformation in the vertical direction, which is detected by height sensitive fluorescence interference contrast microscopy. Our results suggest that a flat membrane can become curved simply by dynamic changes in local chemical composition and shape transformation of cholesterol-rich domains. 

Nano Tech. 나노물질 고농축 포집 개발 (Nanosacle-particle concentration/separation)

나노 입자 센싱을 위해 필수적으로 진행되는, 나노물질 고농축화 및 포집,  정제에 관련된 연구를 진행하고 있습니다.박사 후 연구원 과정시, 체득한 나노갭 기술을 바이오 센서에 적합하게 변형하여  나노물질 고농축화 및 포집, 정제 기술을 진행하고 있습니다. 초미세크기의 극나노입자를 기상/액상에 포집하는 연구를 진행합니다. 

관련연구: 미세플라스틱/암진단마커/엑소좀/균류/나노입자 정제/제거 기술 확립

관련 학문:

 전자물리, 생물 물리학, 화학, 전기공학, 재료공학, 기계공학, 생물학, 물리학, 광학 

On going process : Bio + Optics

Optics. 나노구조체 기반 광학센서 (Nanophotonic devices)

자기조립 나노 구조체 및 나노멤스 기술을 이용하여, 가시광선 영역내에서 색을 발하는 센서 플랫폼을 개발하여, 추가적으로 환경에 민감한 센서 플랫폼을 통해 현장대응성 환경 감지 센서를 개발하고 있습니다.  

관련연구: 기체/액체/바이오물질 센서 개발 

관련 학문:  

 전기공학, 재료공학, 물리학, 광학 

"A number of species take advantage of their body colors for communications, intimidations, or camouflages through structural colors, arising from light−matter interactions in the delicate micro/nanostructures that can reflect, diffract, and scatter the light.  Inspired from nature, artificial structural colors have attracted much attention for efficient manipulation of the visible light, high compactness, reliability, long-term stability,

and environmentally friendly features. Among them, the structural color generated from metallic nanostructures and films has been explored in a variety of schemes, including perforated metallic films, nanograting structures on metal films, a plasmonic waveguide and cavity, and metasurface structural colors. Beyond academic interest, the structural coloration and its tunability have been in high demand for practical applications, such as optical switches and lasers, advanced displays, color filters, bio/chemical sensors, and anti-counterfeiting devices. Accordingly, a variety of approaches were explored to achieve structure colors with large resonance wavelength shifts, to a level of color change conceivable to the naked eye. However, scalable and massive color applications with highly sensitive color-tuning property are difficult to achieve because they inevitably require periodical structures in subwavelength scales using complex and expensive nanotechnology fabrication. From this point of view, a cavity for light confinement in a metal−insulator−metal (MIM) resonator, providing the selective transmission/reflection of the light, is very promising for simple fabrications and high optical efficiencies."

Chip Fabrication using MEMS/NEMS