나노 소재 공학

 우리 연구의 핵심에는 차세대 모빌리티 기술의 토대가 되는 나노 소재가 자리 잡고 있습니다. 나노 단위에서 소재의 구조와 특성을 정밀하게 설계함으로써, 우리는 뛰어난 효율성, 내구성 및 다기능성을 갖춘 혁신적인 소재를 창조합니다. 우리의 연구 범위는 열 제어 성능이 극대화된 나노 구조 표면 개발부터, 고성능 에너지 저장을 위한 첨단 전극 소재, 그리고 정밀한 신호 처리를 가능케 하는 지능형 센싱 소재에 이르기까지 폭넓게 걸쳐 있습니다. 이러한 혁신을 통해 나노 소재 공학은 기존 기술의 한계를 뛰어넘을 뿐만 아니라, 지속 가능하고 자율적이며 회복력 있는 모빌리티 시스템을 위한 새로운 길을 개척하고 있습니다.

⦁ 레이저 가공 (Laser processing): 나노 소재의 구조를 정밀하게 제어하고 특성을 부여하는 첨단 레이저 패터닝 및 합성 기술

⦁ 전기방사 기술 (Electrospinning technology): 고성능 필터, 전극 및 센서 등에 활용되는 초미세 나노 섬유 제조 기술

At the core of our research lies nanomaterials, which serve as the foundation for next-generation mobility technologies. By tailoring their structure and properties at the nanoscale, we design materials with superior efficiency, durability, and multifunctionality. Our work includes developing nanostructured surfaces for enhanced thermal regulation, advanced electrodes for high-performance energy storage, and smart sensing materials that enable precise signal processing. Through these innovations, nanomaterial engineering not only enhances current technologies but also opens new pathways for sustainable, autonomous, and resilient mobility systems.

⦁ Laser processing

⦁ Electrospinning technology

레이저 가공 (Laser processing)

 레이저 가공은 나노 소재 공학 기법으로서 독보적인 장점을 제공합니다. 진공 시스템이나 고온 환경이 필수적인 기존 제조 방식과 달리, 레이저 가공은 마스크(Mask) 없이 상온·상압 조건에서도 수행이 가능하여 직접적이고 유연한 패터닝을 실현합니다. 특히 나노 소재에 적용될 경우, 나노 크기 효과(Size effect)로 인해 낮아진 융점 덕분에 가공에 필요한 에너지가 더욱 절감되어 비용 효율성과 공정 효율성을 동시에 확보할 수 있습니다. 이러한 강점들 덕분에 레이저 가공은 전자 소자의 전극 성능 향상, 첨단 디스플레이 제작, 정밀 고분자 가공 등 광범위한 분야에서 강력한 도구로 자리 잡고 있습니다. 확장성, 다재다능함, 그리고 효율성을 고루 갖춘 레이저 기반 공정 기술은 차세대 제조 기술을 이끌어갈 유망한 경로를 제시합니다.

 Laser processing offers unique advantages as a nanomaterial engineering technique. Unlike conventional fabrication methods that often require vacuum systems or high-temperature environments, laser processing can be performed under ambient conditions without the need for masks, enabling direct and flexible patterning. When applied to nanomaterials, the reduced melting point arising from nanoscale size effects further lowers the energy required for processing, making it both cost-effective and efficient. These strengths position laser processing as a powerful tool for a wide range of applications, including enhancing electrode performance in electronics, fabricating advanced displays, and processing polymers with high precision. By combining scalability, versatility, and efficiency, laser-based approaches provide a promising pathway for next-generation manufacturing technology.

(Reference: Yeongju Jung†, Seongmin Jeong†, Gyu Heo, Kyung Rok Pyun, Seok Hwan Choi, Junhyuk Bang, Jae Gun Lee, Hongchan Kim, Jaeho Shin, Sukjoon Hong, Jinwoo Lee, Daeyeon Won, Jaeman Song*, Seung Hwan Ko*, "Monolithic integration of radiative cooling and solar heating functionalities by laser-induced pyrolysis", Joule, online, 2025.)

전기 방사 기술 (Electrospinning technology)

 전기방사는 고분자 용액이나 용융물에 강력한 전기장을 인가하여, 전하를 띤 분사체(Jet)가 늘어나고 고체화되면서 초미세 섬유를 뽑아내는 다재다능한 나노 섬유 제조 기법입니다. 이 공정은 단순하면서도 강력하여, 나노미터 단위의 직경을 가진 연속적인 섬유를 생산할 수 있으며, 이를 통해 매우 높은 비표면적, 조절 가능한 다공성, 그리고 우수한 구조적 유연성을 갖춘 소재를 제공합니다. 다른 나노 제조 공정과 비교했을 때, 전기방사는 경제적이고 대량 생산이 용이하며(Scalable), 다양한 응용 분야에 맞춰 최적화된 특성을 가진 소재를 제작할 수 있다는 강점이 있습니다. 이러한 이점 덕분에 전기방사는 나노 소재 공학에서 매우 가치 있는 도구로 활용되고 있으며, 특히 정밀하게 설계된 나노 구조가 필수적인 첨단 분리막, 센싱 플랫폼, 그리고 에너지 소자 개발을 가능케 합니다.

 Electrospinning is a versatile technique for fabricating nanofibers by applying a strong electric field to a polymer solution or melt, which draws ultrafine fibers as the charged jet elongates and solidifies. This simple yet powerful process can produce continuous fibers with diameters down to the nanometer scale, offering exceptionally high surface area, tunable porosity, and structural flexibility. Compared to other nanofabrication methods, electrospinning is cost-effective, scalable, and capable of creating materials with tailored properties for diverse applications. These advantages make it a highly valuable tool for nanomaterial engineering, enabling the development of advanced membranes, sensing platforms, and energy devices that benefit from precisely engineered nanoscale architectures.

(Reference: Yeongju Jung†, Seongmin Jeong†, Jiyong Ahn, Jinwoo Lee, Seung Hwan Ko*, "High efficiency breathable thermoelectric skin using multimode radiative cooling/solar heating assisted large thermal gradient", Small, 20(1), 2304338, 2024.)