나노/바이오
연구분야
나노/바이오 (Nano/Bio)
나노/바이오 그룹에서는 마이크로 및 나노미터 스케일의 시스템을 다루며, 이들 시스템의 크기가 매우 작을 때 나타나는 새로운 현상을 활용하고 작은 규모의 물리량을 제어하는 연구를 수행합니다. 생체분자부터 세포 및 조직에 이르는 생체 시스템에 대한 정밀 계측, 조작 및 제어 기술 연구를 진행하며, 마이크로/나노 구조물 제작을 기반으로 에너지, 센서, 디스플레이 소자에 관한 연구도 수행하고 있습니다.
멀티스케일 의기계공학 연구실
전누리 교수
멀티스케일 의기계공학 연구실(Multiscale Biomedical Engineering Lab)은 미세유체 기술과 미세가공 공정을 기반으로 인간 장기의 생리학적 기능을 모사하는 ‘Organ-on-a-Chip’ 플랫폼을 개발합니다.
이러한 플랫폼은 기존의 동물 실험을 대체할 수 있는 윤리적이고 효율적인 생체모사 시스템으로, 약물 개발, 질병 모델링, 맞춤형 의료 등 다양한 분야에 활용되고 있습니다. 또한, 딥러닝 기반의 이미지 분석 기법을 통해 세포의 동적 변화를 정량화하고, 이를 통해 생물학적 현상의 정밀한 이해와 새로운 치료 전략 수립에 기여하고자 합니다. MBEL은 공학과 생명과학의 융합을 통해 차세대 바이오메디컬 기술을 선도하고 있습니다.
생체 시스템 공학 연구실
신용대 교수
생체시스템 공학 연구실(Laboratory for Living Systems Engineering)은 분자, 세포 및 조직 등의 생체시스템을 엔지니어링 가능한 ‘Living Machine’의 관점에서 바라보고, 생체시스템의 구조와 기능을 물리적 기반에서 정량적으로 탐구합니다.
생체분자들 간의 창발적 상호작용에 대한 이해를 바탕으로 공학, 의생명과학, 생물리학의 경계를 넘나드는 융합적 접근을 통해 생체시스템에 대한 조작, 제어, 생산 기술을 개발하고 적용합니다. 중장기적으로 원하는 기능을 수행하는 생체시스템에 대한 대량 생산 기술 및 난치병에 대한 새로운 치료법 개발에 기여하고자 합니다.
정밀 생체계측 연구실
강준호 교수
정밀 생체계측 연구실(Precision Bioinstrumentation Lab)은 살아있는 세포의 기계적 신호와 물리·기계적 특성을 고정밀 계측하고, 이를 기반으로 첨단 바이오 진단 및 치료 기술로의 확장을 추구하는 연구를 수행합니다.
특히, 질량, 부피, 강성, 형태 등 세포의 기계적 정보인 ‘메카놈(mechanome)’을 단일 세포 수준에서 실시간으로 정량화하는 기술 개발에 주력하고 있습니다. 최근 AI 기술의 빠른 확산과 함께, 기존 인공지능이 접하지 못했던 새로운, 고정밀 생체 측정 데이터의 중요성이 부각되고 있습니다. 본 연구실은 이러한 흐름 속에서,
1) MEMS 기반 고감도 바이오센서(Suspended Microchannel Resonator, SMR)
2) 첨단 미세유체·광학 기반 계측 기술(예: Fluorescence Exclusion Microscopy)
3) AI 기반 단일세포 형상 및 신호 해석
을 융합하여 생체 기계신호의 새로운 계측 패러다임을 제시하고, 정밀 의료의 혁신에 기여하고자 합니다.
지능형 이미징 연구실
이승아 교수
지능형 이미징 연구실(Imaging Intelligence Lab)은 광학 하드웨어와 인공지능 기반 소프트웨어를 유기적으로 결합하여 새로운 영상 및 센서 플랫폼을 개발합니다. 광학 하드웨어 설계, 계산 광학과 인공지능 기술을 핵심 역량으로 기존 광학계의 물리적 한계를 극복하는 기술을 개발하고 있습니다.
하드웨어-소프트웨어 협업 설계를 통해, 살아있는 세포를 염색 없이 관측할 수 있는 정량 위상 현미경이나 생체 내 혈류 속도를 정량적으로 이미징 할 수 있는 카메라, 렌즈 없는 초박형 카메라 등 혁신적인 이미징 시스템을 개발하고 응용합니다. 이를 통해 생명·의학 분야는 물론 정밀 제조, 산업용 검사 나아가 환경 모니터링 및 차세대 센서 기술 등 광범위한 응용 분야를 선도하고자 합니다.
재생 에너지 변환 실험실
차석원 교수
재생에너지변환연구실(Renewable Energy Conversion Lab)은 전기화학 기반 에너지 변환 기술과 고기능 나노소재 개발, 데이터 중심의 시스템 설계를 융합하여 지속가능한 수소 에너지 사회 구현을 목표로 합니다.
주요 연구 분야는 나노박막 공정 기술을 활용한 전기화학 촉매 및 에너지 소재 개발, 수전해 기반 수소 생산과 연료전지 시스템의 전기화학적 성능 분석, 그리고 고효율·고내구성 에너지 시스템 설계입니다. 이를 통해 수소 생산과 활용의 효율을 극대화하고자 합니다.
또한, 물리 기반 모델링과 머신러닝 기반 데이터 분석 기법을 결합하여, 실제 운전 조건을 반영한 수소 에너지 시스템의 성능 예측 및 최적화 전략을 개발합니다. 이를 바탕으로 친환경 모빌리티와 연계된 차세대 에너지 시스템 구현에 기여하고자 합니다.
마이크로유체 및 소프트물질 연구실
김호영 교수
마이크로유체 및 소프트물질 연구실(Microfluids & Soft Matter Lab)은 미세 유체, 생체 유체와 젤, 쉘 등 다양한 소프트 물질의 물리적 거동을 정량적으로 이해하고 제어하는 것을 목표로 합니다.
초고속 이미징, 이론, 수치 시뮬레이션 등을 결합하여 제조공정 및 일상에서 일어나는 역학적 현상을 해석하며, 이를 기반으로 혁신적인 자연 모사 기계시스템 및 소프트 로봇, 나노 제조 공정 등을 연구합니다.
웨어러블 소프트 전자소자 연구실
고승환 교수
웨어러블 소프트 전자소자 연구실(Wearable Soft Electronics Lab)은 유연하고 신축성 있는 전자소자 및 소프트 로보틱스를 기반으로 피부부착형(e-skin), 인체삽입형 전자소자, 소프트 로봇 등의 차세대 웨어러블 시스템을 개발합니다.
뇌-기계 인터페이스(HCI/HMI), 바이오 인터페이스, 에너지 소자, 환경 센서 등 다양한 분야를 주요 연구 대상으로 삼고 있으며, 이를 위해 나노소재, 액체금속, 투명 전극과 같은 기능성 소재 및 나노 공정을 활용합니다. 나아가, AI 기반 신호처리 및 자동화 기술을 융합하여 생체 모니터링, 헬스케어, 환경 감지 등 실생활에 적용 가능한 지능형 웨어러블 플랫폼 개발에 주력하고 있습니다.
에너지 디바이스 및 나노공학 연구실
이윤석 교수
에너지 디바이스 및 나노공학 연구실(Energy Device and Nano-Engineering Lab)은 나노 및 마이크로 스케일의 기계공학을 기반으로 차세대 에너지 디바이스와 첨단 제조 기술을 개발합니다.
박막 증착, 계면 접합, 레이어 전사 등의 정밀 공정 기술을 고도화하고 이를 활용하여 고성능·고집적 에너지 시스템을 구현하며, 전고체 전지, 박막 태양전지, 열광전소자, 반도체 및 AI 디바이스 등 다양한 응용 분야에 적용 가능한 제조 기술을 연구합니다. 또한, 고체역학 및 에너지 전달의 원리를 바탕으로 새로운 디바이스 구조와 제조 공정을 구현하고, 이를 통해 고효율의 에너지 변환 및 저장 시스템 실현을 목표로 합니다.
친환경 에너지 및 나노열 연구실
박상욱 교수
친환경 에너지 및 나노열 연구실(Clean Energy & Nanoheat Lab)은 열 및 에너지 공학과 나노기술을 융합하여 인류가 직면한 에너지 및 환경 문제를 해결하고, 탄소중립을 달성하기 위한 미래 기술을 개발합니다.
주요 연구 분야는 1) 친환경 수소 생산 및 저장, 2) 온실기체 및 폐기물 자원화, 3) 인공지능 및 컴퓨팅 기반의 미래 기술 예측이며, 이를 통해 미래 친환경 에너지 기계 시스템 개발에 기여하고자 합니다.
2050년 탄소중립 실현을 목표로, 단기부터 장기까지의 기술 개발 계획을 수립하고, 기초 연구와 상용화를 연결하는 역할을 수행하며, 인류가 필요로 할 때 제공할 수 있는 미래 기술을 개발하는 것을 미션으로 삼고 있습니다.
나노 에너지 전달 공학 연구실
김태용 교수
나노 에너지 전달 공학 연구실(Nano Energy Transfer and Engineering Lab)은 에너지 전달 현상의 근본적인 이해를 바탕으로 고효율 에너지 소재 및 소자를 개발합니다.
기존 에너지 시스템에서 발생하는 저온 폐열과 같은 비효율적 손실을 최소화하고, 전자·열 에너지 운반자(phonon, electron, exciton 등)의 미시적 전달 거동을 정밀 분석함으로써 차세대 에너지 활용 기술을 탐구합니다.
광분광법 및 초고속 전자현미경을 활용해 무기/유기 소재 내 열 및 전자의 이동 현상을 정량적으로 규명하고, 복사 냉각, 열전 전도, 광캐리어 영상화 등 다양한 나노스케일 에너지 제어 기술을 연구합니다.
