한양대 재료화학공학과

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고분자나노소재연구실 (장영욱 교수)

홈페이지 : http://polymer.hanyang.ac.kr/
고분자나노소재 연구실에서는 고분자수지에 탄소나노입자, 세라믹나노입자, 금속 또는 금속산화물 나노입자 등을 나노분산시킨 고분자나노복합소재의 제조, 구조-물성 상관관계, 가공에 관한 기초 연구 및 이들 소재를 일반산업용에서부터 웨어러블기기, 환경, 의료용소재 등으로 적용하기 위한 응용 연구를 수행하고 있다.
연구 분야 주요 연구 내용 연구 결과
엘라스토머 소재 열가소성탄성체 (TPE)
엘라스토머 블렌드
엘라스토머/CNT, Graphene 나노복합체
엘라스토머 기반 에너지 포획 기술
생분해성 고분자 정형외과 적용을 위한 PLA, PGA/ bioceramic 및 POSS 기반 나노복합체
생분해성고분자 블렌드
스마트 소재 형상기억고분자
자가치유고분자
광감응형고분자
코팅/분리막 소재 연료전지용 분리막
물/오일 분리막
유해물질분해기능소재
초소수성코팅 소재
자발적 다층구조화 기술

Functional Nanostructured Materials Research Lab (좌용호 교수)

홈페이지 : http://fnmr.hanyang.ac.kr/
기능성 나노재료 연구실은 잉크젯 프린팅을 이용한 전자소자개발 및 전자, 광학, 에너지, 자성재료 등 다양한 기능성 나노재료/복합재료에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있습니다. 잉크젯프린팅을 이용하여 전자소자의 저가화, 유연기판전자소자의 고성능화 및 기능성나노재료/복합재료를 이용한 촉매, 투명전극, 디스플레이, 센서, 태양전지, 이차전지, 방열재료,의료용재료(약물전달시스템, 국부온열치료등..)등과같은 IT, ET, BT 분야로의 적용을 목표로 하고 있습니다
연구 분야 주요 연구 내용 연구 결과
잉크젯 프린팅 나노입자기반잉크 개발
기판표면처리 및 잉크의 기능화를 통한 상호접착력 강화
공정조건 변화를 통한 미세패턴 형성
다양한 기판에 적용을 위한 저온소결 공정 개발
전자및광학재료 전기방사 및 템플레이트기반 전기도금을 이용한 메탈나노선/섬유합성 및 이를 이용한 투명전극의 제작
친환경 양자점 개발
Core-cell 구조를 이용한 양자효율 향상 및 폴리머를 이용한 효율저하 방지
Microreactor를 이용한 양자점 합성
에너지재료 포토리스공정을 통한 선택적 열전소자 합성 및 템플레이트 기반 전기도금을 통한 열전소자 합성
화학적 변환법을 이용한 칼코지나이드 3차원계층 나노구조 개발
나노입자를 이용한 고체연료 및 화합물태양전지의 개발
나노섬유를 이용한 리튬이온베터리, 염료감응태양전지, 광촉매의 개발
자성재료 분무열분해공정 및 전기방사법을 이용한 자성나노입자 및 나노섬유 합성
자성나노섬유를 이용한 전자파차페소자 개발
자성나노입자를 이용한 국부온열치료 응용
센서재료및소자 전기방사를 이용한 전도성고분자 나노섬유합성 및 이를 이용한 바이오센서개발
반도체나노선/튜브합성 및 이를 이용한 가스센서개발
촉매/담지체의 기공특성변화를 통한 촉매활성극대화
발열소자 폴리머비드와 Boron nitride. 탄소나노튜브, 그라핀 등의 열적특성이 우수한 재료들의 복합체 형성을 통한 퍼코레이션 네트워크 극대화 및 이의 응용

생체의학고분자연구실 (조용우 교수)

홈페이지 : http://cholab.hanyang.ac.kr/
생체의학고분자연구실(BPRL)은 생체적합성 및 기능성을 지니는 고분자를 연구·개발하여 생체재료 및 의약분야 적용을 목표로 한다.
본 실험실은 인체 조직과 기관 재생을 위한 조직공학 및 재생의학 기술을 개발하는데 연구의 초점을 두고 있다. 인간 또는 동물 조직에서 얻어낸 세포외기질(ECM)과 세포외기질의 구성 단백질(콜라겐, 엘라스틴, 라미닌, 젤라틴 등)을 조직 리모델링용 생체재료로 응용하는 것을 연구하고 있다. 뿐만 아니라, 펩타이드(peptide) 구조 기반 전기화학적 바이오센서 제작 및 압전식(piezoelectric) 잉크젯 프린팅을 이용한 세포 또는 생체활성물질의 패터닝(patterning), 전기방사를 통한 나노파이버(nanofiber) 등 다양한 분야와 융합한 연구를 진행하고 있다.
본 연구실의 관심연구분야는 아래와 같다.
조직공학을 위한 새로운 생체재료와 기능성 지지체의 개발
세포-세포외기질간의 상호작용 및 줄기세포 조절 연구
줄기세포 추적을 위한 분자영상 기술
줄기세포의 미세환경 구조 이해
줄기세포/암세포 유래 엑소좀
주사가능·온도감응성 하이드로젤 및 자가조립 나노/마이크로 구조체
연구 분야 주요 연구 내용 연구 결과
세포외기질 지자체 골겨근, 지방, 피부, 연골, 장 조직 재생을 위한 가능성 ECM 지자체 제작
이종이식을 위한 면역반응 억제 기술

-인간 지방조직 유래 세포외기질 성분 추출
-지방 또는 연골 조직분화를 위한 세포외기질 지지체
줄기세포 줄기세포 배양 및 분화를 위한 ECM 기반 줄기세포 조절 기술
줄기세포 추적 분자영상 기술
줄기세포 유래 엑소좀 추출 기술 및 조직 재생 응용
줄기세포 유래 엑소좀을 이용한 암치료 기술 개발

-ECM 기반의 줄기세포 조절 기술
-줄기세포/암세포 유래 엑소좀의 조직공학·약물전달시스템 응용
온도감응성 생체재료

공정제어연구실 (강신춘 교수)

홈페이지 : http://chempcel.hanyang.ac.kr
본 연구실은 단위 공정에 대한 정보를 실시간으로 수집하여 수치화하고 제어에 활용하는 것을 목적으로 하며 전반적인 화학 반응공정의 반응환경 및 반응조건 최적화, 기존의 개발된 공정의 Scale-up 및 오류 수정, 수치적 해석과 PC 장착 DAQ Card를 이용한 단위공정의 자동화, 여러 가지 공정에 대한 전산 모사, 반응 중 실시간 물질 및 물성 분석방법 설계에 대한 분야를 연구하고 있다.
고분자물질 열분해의 속도론적 해석, PCB 기판처리 공정의 실시간 분석에 의한 아크 및 에러 감지 루린개발, 식각액으로 CuCl2 또는 FeCl3를 사용하는 PCB 공정의 처리후 폐수로부터 Cu를 회수하기위한 단위공정의 설계 및 실시간 제어 알고리즘의 개발, 또한 여러 가지 공정의 제어 형태와 전산 모사 기법 등을 개발하고 있으며, 공정 감시 및 제어 시스템과 공정 운전 중 실시간 자료 분석을 통한 공정 진척도 및 오류 확인에 대한 연구가 진행 중이다.
연구 분야 주요 연구 내용 연구 결과
중합공정의 제어 중합공정의 실시간 제어를 위한 반응기설계
중합공정의 모니터링
제어 algorithm 개발 및 simulation
정량 주입을 위한 자동화 program개발
반응 안정성을 고려한 최적조건 도출
In-situ IR을 이용한 실시간 물성분석
반응 메커니즘 분석
Arc and Error Detection PCB 기판처리 공정의 실시간 분석
공정변화에 대한 감지
자료분석을 위한 벡터 행렬 구성
벡터 행렬을 처리하기 위한 루틴개발
다양한 모델에 대한 오차분석
아크 및 에러 감지 루틴 개발
실시간 적용을 위한 알고리즘 단순화
고분자물질 열분해의
속도론적 해석
Isothermal & Non-isothermal rate law
Differential Methods
Vyazovkin(VYZ) Method
Advanced Iso-conversional(AIC) Method
CuCl2 또는 FeCl3사용
PCB폐수에서Cu회수
CuCl2 또는 FeCl3를 식각 용액으로 사용할 경우
Cu 회수 공정의 simulation
Cu 회수 공정의 설계
Cu 회수 공정의 실시간 모니터링
RGB sensor를 이용한 Cu농도제어
ORP sensor를 이용한 염소발생억제 제어

응용소재연구실 (김희택교수)

응용소재 연구실에서는 다양한 산업 응용분야에 적합한 특성을 나타내는 나노물질을 개발하고 이들에 대한 특성 평가를 주로 연구하고 있으며, 특히 생산 비용과 환경 문제를 고려하면서 전문적인 특성을 갖춘 현대적인 나노물질을 개발하고 생산하기 위함에 목표를 두고 있습니다. 나노물질은 기본적으로 상대적으로 낮은 비용으로 다양한 산업 관련 물질을 얻을 수 있는 새로운 설계 및 합성 방법의 도입을 통해 많은 연구자들이 요구하는 응용 과학 및 엔지니어링의 전체 분야에 필수적인 재료 입니다.

김희택 교수의 지도 하에 응용소재연구실에서는 나노물질과 관련된 환경 물질, 고분자 나노복합체, 나노촉매, 자성유체 등의 다양한 연구 분야를 다루고 있습니다. 실리카나노 복합체, 실리카/금속 산화물 복합체, TiO2/Kaolinite 복합체, 등의 무기 고분자 복합체 연구 분야는 강력한 광촉매 특성과 항균 효과로 인한 공기 정화용도로 이용되고 있습니다. 또한, 저렴하고 환경적인 전구체를 사용하여 유기물 오염 물질 분해를 위해 Au/TiO2와 Ag/TiO2을 이용한 촉매, Water Disinfection을 위한 Mesoporous silica/Ag 복합체 연구와 물/공기 정화를 위한 기능화된 흡수제, 환경오염에 대응하여 폐식용유를 활용하여 바이오 디젤을 생산하기 위한 SO42-/TiO2-SiO2 and SO42-/TiO2 합성 관한 연구도 진행하고 있습니다.

전도도를 개선하기 위해 금속 나노 입자 또는 그래핀 산화물을 혼합하여 유기 전도성 고분자를 합성한 CNT/그래핀나노 복합체 기반의 고분자는 압력 센서, 디스플레이용 전자 재료 등 전자 재료 소자로서의 다양한 응용을 할 수 있습니다.

다공성나노 물질 분야에서는 높은 비표면적을 갖는 친수성/소수성 특성을 갖는 에어로겔을 합성하고, 이를 이용해 다른 금속 산화물과 혼합하여 복합체를 형성 한 후 광촉매 분야에 응용되고 있습니다. 또한, 나노 세공 실리카 및 실리카비드 형태로 합성하여 생체 담지체로서 응용이 활발히 진행되고 있습니다.
연구 분야 주요 연구 내용 연구 결과
환경 물질 메조포러스실리카와 이를 이용한 나노복합체 연구
Water Disinfection을 위한 은나노입자/실리카나노복합체
물/공기 정화를 위한 기능화된 흡수제 연구
고분자 나노복합체 다양한 전자 소자를 위한 Polyanilne-Silver 나노 복합체 합성 연구
높은 전도성을 가지는 Polymer-Graphene oxide 나노복합체 합성 연구
압력센서 응용을 위한 고분자 기반의 CNT-Graphene나노복합체 합성 연구
고무/그래핀나노복합체 합성 연구
나노 촉매 폐식용유로부터 바이오디젤을 생산을 위한 SO42-/TiO2-SiO2 and SO42-/TiO2합성 연구
Au/TiO2 and Ag/TiO2 촉매의 광촉매 및 항균 평가
그래핀/TiO2-SiO2 합성 및 특성 평가
TiO2/Kaolinite의 상호반응과 광촉매 특성 평가
TiO2-SiO2을 이용한 수처리 응용
다공성 나노 물질 높은 비표면적을 갖는 친/소수성에어로겔 합성 연구
생체 담지체 응용을 위한 실리카비드
다공성실리카/금속산화물 복합체 합성 연구
환경 친화적 나노 세공 실리카 합성 및 물성제어

나노바이오 화학 연구실 (김종호교수)

홈페이지 : http://nanobiochem.hanyang.ac.kr/
김종호교수 연구실에서 진행되고 있는 연구분야는 크게 탄소나노튜브, 그래핀, 은, 금 등의나노물질 합성/기능화, 나노/바이오 기술, 불균일 촉매 개발, 고체상(固體相) 유기합성으로 나눌 수 있다. 나노물질 합성 연구분야에서는 탄소나노튜브의 합성 및 기능화, 그래핀/산화 그래핀 합성/기능화/특성 분석을 하고 질병진단 센서, 이미징과 같은 바이오/의학 분야에 응용할 뿐 아니라 에너지 생성 반응에도 응용되고 있다. 또한 은/금/실리카 등의 나노입자를 합성/특성분석/기능화를 하고 다양한 분야에 응용하는 연구도 병행하고 있다. 나노/바이오 기술 연구분야에서는 특정한 광학적 성질을 가지고 있는 나노입자를 이용하여 in-vitro, in-vivo에서 생체물질을 검출하는 연구를 진행하고 있다.
또한 지속 가능한 에너지 생산,의약품 및 유기물질 중간체 합성을 위한 새롭고 효과적인 불균일 촉매 (Heterogeneous Catalysts) 개발에 관한 연구도 진행되고 있다. 마지막으로 고분자와 같은 지지체에서 다양한 유기합성 반응 및 펩타이드와 같은 생체분자 합성에 대한 연구도 진행하고 있다.
연구 분야 주요 연구 내용 연구 결과
나노물질합성 탄소나노튜브 및 그래핀의 합성 및 기능화 연구
생물학적, 의학적 응용을 위한 나노 입자 합성
광학적 특성을 가진 나노물질 합성
나노·바이오 기술 탄소나노튜브 및 그래핀을 이용한 바이오센서, 바이오 이미징 기술 개발
나노물질의 질병의 체외 진단 및 체내 진단 응용 연구
광학적 특성을 갖는 나노센서연구
생체 의학 분야로의 활용 가능한 다기능성나노구조체 개발
불균일 촉매 지속 가능한 에너지 생산 및 유기물질 합성을 위한 고분자 혹은 나노 물질 기반의 촉매 개발
에너지 기술에 적용될 수 있는 나노입자 촉매 연구
새로운 촉매 디자인 및 반응 메커니즘 연구
고체상(固體相) 유기화학 고체상(固體相) 펩타이드 합성
생체 친화적 고분자 합성/기능화
나노 바이오 응용을 위한 생체 친화적 고분자로 기능화된 나노물질 합성
나노재료 표면 개질

자성재료 및 재료특성분석 연구실 (김종렬 교수)

다기능 재료 및 소자 연구실 (이선영 교수)

나노입자재료기술연구실 (이재성교수)

반도체나노공정연구실 (이정호교수)

홈페이지 : http://snpl.hanyang.ac.kr/
이정호교수 연구실의 주요 연구분야는 고효율 저비용의 태양에너지변환소자의 제조입니다. 크게 실리콘와이어태양전지, 박형화실리콘태양전지, PV-TE 통합소자설계 및 개발로 나눌 수 있습니다. PV-TE 통합소자설계는 태양전지 (PV, photovoltaic device)와 열전소자 (TE, thermoelectric device)를 이용하여 효율적으로 태양에너지를 이용함을 목적으로 하고 있습니다. 특히 본 연구실에서는 태양광을 전기로 바꾸는 PV 소자를 실리콘나노구조체를 활용하여 제작하고, 태양열을 전기로 바꿀 수 있는 TE 소자를Mg2Si, SiGe, BiTe등의 나노복합재료로 제작하여, 이를 융합함으로서 동시에 구동이 가능한 통합형고효율에너지변환소자를 개발하고 있습니다. 실리콘와이어태양전지는 기존 태양전지 효율 한계극복을 위해 높은 광흡수와 짧은 확산거리를 장점으로 가지고 있습니다. 실리콘와이어태양전지의 효율을 높이기 위해 본 연구실에서는 Au입자 혹은 ZnSe입자를 이용한 광흡수율개선 및 와이어태양전지에 적용하기 위한 전극구조 개발을 하고있습니다. 또한 실리콘와이어어레이를 폴리머지지체에 담지하여 플레시블태양전지를 개발하기 위한 연구도 진행 중에 있습니다. 저가형 태양전지를 만들기 위한 방안으로 박형화실리콘태양전지를 개발하고 있는데, 이 기술을 통해 실리콘의 사용량을 줄임으로써 비용절감을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 공정비용 또한 낮출 수 있습니다. 이에 대한 세부연구내용으로는 stress-induced lift-off 기술을 이용한 Si 박형화 및 박형화 된 실리콘에서 고효율태양전지를 제작하기 위한 기술을 연구하고 있습니다. 이와 같이, 본 연구실에서는 저비용으로 높은 광전변환효율을 가지는 소자를 제작하기 위한 다양한 연구가 활발히 진행 되고 있습니다.
연구 분야 주요 연구 내용 연구 결과
실리콘 와이어 박형화 태양전지 실리콘 나노구조체 (nanowire or nanohole)광학 특성 분석 및 light trapping 연구
실리콘 나노구조 기반의 고효율 태양전지 개발
태양전지 전극 디자인 및 투명전극 기술 개발
금속입자를 이용한 플라즈모닉기술을 통해 광흡수율 향상 기술 개발
양자점 (ZnSe, CZTS, etc.) 을 이용한 광흡수 향상 기술 개발
저가형 박형화 실리콘(<30um) 태양전지 개발
실리콘 표면 결함 조사 및 패시베이션 연구
박형화 실리콘 기반의 이종 접합 태양전지 개발 (PEDOT/Si, and a-Si/C-Si)
Solar water splitting에 의한 수소 생성 고효율 광전기화학셀 설계 및 제조
실리콘 나노구조체 기반의 광전극 기술 개발
SnS 광전극 개발 효율 향상을 위한 이종 접합 전극 기술 개발 (Graphene/Si, Metal/Si, and TCO/Si)
광전극 안정성 개선을 위한 ALD 기반의 절연막 형성 연구 (SiOx, AlOx, HfOx, and TiOx)
광전극용 촉매 개발 (NiOx, CoSx, MoSx, Graphene, and Pt)
광전기화학전지-열전 통합소자 설계 및 개발
PV-TE 통합소자설계 태양전지 (PV, photovoltaic device)와 열전소자 (TE, thermoelectric device)의 접합을 통해 태양광과 태양열의 효율적인 에너지 변환 연구
개별소자에서 구동 되는 전력의 단순합 이상의 전력을 발생시키는 통합소자 설계
Mg2Si, SiGe, BiTe등의 나노구조체의 합성 및 열전도도감소 연구

철강제련 및 재활용공정 연구실 (박종진 교수)

고온물리화학 소재 공정 연구실 (박주현 교수)

나노소자공학연구실 (박태주 교수)

정밀화학공정연구실 (박융호 교수)

홈페이지 : http://hanyang-finechem.or.kr/fcpl/
박융호 교수 연구실에서는 의약원료나 전자재료 등 정밀화학제품을 제조하는 화학반응, 특히 금속촉매에 의한 수소화 반응 및 분할반응 등에 대하여 연구하며, 이들의 스케일업을 통한 공정개발도 수행한다. 아울러 3세대 조영제 물질인 의약원료 정제공정의 나노여과 및 컬럼흡착 공정 개발연구도 수행하고 있다.
연구 분야 주요 연구 내용 연구 결과
유기화학반응 니아신아마이드(VitB3)와 아스코르빈산(VitC)의 합성
Nateglinide의 합성
Parylene 합성
수소화반응 Ru-BINAP 담지 촉매의 제조 및 비대칭 수소화 반응에의 적용
Cinnamaldehyde의 수소화반응
Heteropoly acid를 이용한 담지 촉매의 제조 (Augustine's Method)
의약원료 정제공정 개발연구 조영제 정제를 위한 흡착탑 및 나노막 여과공정의 개발연구
흡착정제공정의 스케일업 설계

다기능표면제어연구실 (신동혁 교수)

나노소재 및 시스템 연구실 (유봉영 교수)

기능성 유기재료 연구실 (조국영 교수)

바이오•화학공정 연구실(김태현 교수)

홈페이지 : http://www.bioenglab.com
급격한 산업화를 통한 대량생산이 가능한 규모의 경제는 많은 제품을 생산하고 소비하기 위한 많은 양의 화석원료, 즉 석유, 석탄만을 원료로 이용하고 있으며, 가까운 미래에 화석원료의 수급이 위기를 맞게 되면 모든 경제가 심각한 영향을 받을 수 있는 위험한 상태라고 볼 수 있다. 또한 부작용으로 기후변화가 일어나고 있으며, 매년 심해지고 있다. 최근 재생가능한 자원(예: 바이오매스 등)은 이러한 화석연료 대체자원으로서, 이를 이용한 석유화학 대체제품, 바이오연료 등을 생산하는 기술의 개발이 주목을 받고 있고 또한 이러한 기술은 미래 바이오화학 산업의 핵심 기술로서 경제적 가능성을 가지고 정부 및 산업계의 관심을 받고 있다.짧은 기간에 재생산이 가능한 바이오매스 자원은 식물(cellulosic), 해양생물(algal), 기타 유기성 부산물/폐기물 등이 있으며 그 주성분은 당(탄수화물), 리그닌(탄화수소), 기타 성분(단백질, 지질 등)이 있으며 이러한 platform chemical들을 기반으로 C1~C6 계열의 다양한 building block 들을 생산한다. 본 연구실에서는 바이오매스의 platform chemical의 성분분별 공정기술, 그 후 building block 전환공정 기술, 최종적으로 에너지, 산업용제품(섬유, 식품, 화장품, 건강, 의학, 건축 등)으로 생산할 수 있는 화학적, 생물학적 공정기술 개발을 화학공학, 재료공학, 생물공학 등 다양한 분야의 첨단 기술을 융합 이용하여 연구하고 있다.
연구 분야 주요 연구 내용 연구 결과
Biomass
processing
화학적 전처리 공정기술 개발
화학적전처리, 효소당화, 미생물 발효의 통합공정 기술
Platform chemical
분별·분리
Cellulose, hemicellulos, lignin, lipid, protein 등의 화학적 생물학적 분리 정제 기술
소재 및 bio-based
product제조
Ethanol, lactic acid, levulinic acid, furfural, 5-HMF 등의 building block chemicals
산업용 화학소재, 섬유, 식품, 환경, 건축/내장, 건강, 의료, 화장품의 기초 원료 및 소재
Process simulation
and economic analysis,
화학적 생물학적 공정의 simulation & optimization
경제성 비교와 분석


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