나노소자연구실(NANODEVICELABORATORY)
나노소자기술(NANO-DEVICETECHNOLOGY)을 바탕으로 하여 NT(NANO- TECHNOLOGY)-IT(INFORMATION-TECHNOLOGY) 및 NT(NONO-TECHNOLOGY)-BT (BIO-TECHNOLOGY)의 융합기술(FUSIONTECHNOLOGY)을 이용하여 다양하고 새로운 나노소자의 개발을 목표로 하고있으며,이를 위한 재료개발, 소자디자인, 소자제작 및 특성분석 등의 연구를 수행하고 있다. 본 연구실의 주요연구 분야로는 나노 구조에서의 스핀전도 현상 및 열전현상과 같은 초임계 수송특성등에 관한 연구, 수소에너지의 실용화를 위해 필수적인 나노 구조물을 이용한 초고감도 수소센서에 관한 연구,생체물질의 검침을 위한 나노선 및 스핀나노소자를 이용한 바이오 센서개발, 그리고 MINI-GC를 이용해 인체에서 나오는 저농도VOC를 선택적으로 측정할수있는 센서를 개발하고 있다.
Thermoelectric device based on the semimetal nanowire
미래에너지 변환시스템의 새로운 패러다임으로 제시되고 있는 열전소자(THERMOELECRICDEVICE)는 소형화, 급속냉각, 정밀 온도제어 및 측정, 동시 발열냉각, 고신뢰성, 저소음, 저진동, 그리고 뛰어난 환경 친화성으로 인하여 많은 관심과 연구가 진행중이다. 그러나 이러한 장점과 필요성에도 불구하고 현재까지 열전소자는 낮은 변환효율(FIGUREOFMERITZT~1)로 인하여 그 응용의 한계가 문제가 되어왔다. 나노소자연구실에서는 서울대, KAST, 포항공대, NORTHWESTERN대학, UCBERKELEY, COLUMBIA 대학 등 국내외 우수연구진과 공동으로 BI 반금속 물질을 기반으로 한 1차원 단결정 나노구조를 이용한 고효율(FIGUREOFMERITZT>3) 열전소자를 개발하고 벌크 열전재료에서 나노구조물을 통한 열전특성 향상에 관한 연구를 수행 중에 있다.
Hydrogen gas sensors based on various nanostructures
차세대에너지원으로서 관심과 연구가 집중되고있는 수소에너지는 높은 활용가능성과 함께 취급상의 위험성을 내제하고 있어 그이용에 한계를 가져왔다. 따라서 효율적이고 안정적인 수소에너지의 사용에 있어서 저렴하고 높은 민감도를 가진 수소검지센서 개발이 필수적이다.나노소자연구실에서는 혁신적으로 기존에 존재하는 단점들을 극복한 기술로서, 대면적 연성기판을 이용하여 나노갭을 손쉽게 제작하는 기술,비표면적이 극대화된 나노선어레이를 제조하는 기술등을 보유하고 있다. 본 연구진은 이러한 핵심기술을 바탕으로 최적의 감지능력을 갖는 수소센서뿐만 아니라 변압기절연주중 발생가스를 감지할수 있는 가스센서에 대한 연구를 수행하고 있다.
Rare Earth and Non-Rare Earth Permanent Magnets
고특성 영구자석은 하이브리드 및 전기자동차 등의 미래형 자동차와 전동기, 발전기, 그린에너지 등의 차세대 성장동력산업에서 중요한 역할을 하게되면서 크게 주목을 받고있다. 본 연구실은 최고성능을 가지는 물질인 Nd-Fe-B 희토류 영구자석을 연구개발 중에 있다. 또한 희토류 자원보유국의 독과점, 전략소재화 등으로 인한 수급및 가격불안정에 대비하여, 전세계적으로 활발한 연구가 진행되고 있는 비희토류(RAREEARTHFREE)영구자석에 관한 연구도 수행중에 있으며, 대표물질로는 MnBi, MnAl 등이 있다.
Smart breath analyzer for monitoring of human health
고대동서양의 역사에서 호기를 통해 질병을 구분했다는 기록이 있다. 최근 호기분석을 통해 질병및 신체 상태를 모니터링하는 연구가 지속적으로 증가하고있다. 인체의 호기에는 250종 이상의 VOC가스를 포함하고 있으며, 이는 특정 VOC가스는 인체의 신진대사 상태를 반영한다. 호기 분석을 통해 기존병원에서 진행되는 검진방법을 대체가능하며,이를통해 환자의 편의성을 증대 할수있고 빠르게 진단가능하다.
본 연구실에서는 초미세나노입자와 MINI-GASCHROMATOGRAPHY(MINI-GC)를 활용하여 극 저농도의 VOC 가스를 선택적으로 검지가능한 호기분석장치를 개발하였다. 또한 스포츠레져학과와의 공동연구를 통해 임상연구를 진행중이며, 세브란스 병원과 협업하여 질병에 대한 임상실험을 준비중이다.
Nano-sensors for detection of Exhaled Breath and Environmental Harmful gases
최근 삶의 질이 향상되면서 유해환경 모니터링뿐만 아니라 개인별 건강모니터링에 대한 관심이 높아지고 있다. 산업현장이나 일상생활에서 배출되는 유해가스를 검지하여 물적인적피해를 방지하고 인체의 건강상태를 반영하는 호기의 성분을 파악함으로써 질병을 예방할수있다. 본 연구진은 나노물질을 기반으로한 고성능 유해가스 센서개발을 수행하고있으며 특히 환경부와 미래부의 지원을 받아 환경유해가스 및 인체의 호기에서 배출되는 가스의 검지를위한 나노센서 개발에 주력하고있다. 나노물질은 부피에 대한 표면적이 매우 커 가스흡/탈착에 유리할뿐만 아니라 나노물질의 작은 크기에 따른 고유한 특성을 이용하여 민감한센서를 개발할수 있다. 따라서 본 연구진은 다양한 나노물질을 기반으로 한 가스센서의 개발을 통해 타겟가스의 정확하고 신속한 검지를 목표로 연구를 진행중에 있다.
