고효율 하이브리드 나노구조체 설계 및 자가조립 기술

본 연구실은 차세대 나노소재 및 나노구조체 개발을 위해 플라즈모닉스, 키랄 나노소재, 그리고 블록 공중합체 기반의 자기조립 기술을 혁신적으로 활용하고 있습니다. 고도로 제어된 나노스케일 구조를 설계하고 구현함으로써, 재료의 광학적, 전기적, 화학적 특성을 극대화하는 데 중점을 둡니다. 특히, 유기 및 무기 나노소재의 정밀한 결합을 통해 기존 물질의 한계를 뛰어넘는 새로운 기능성을 발현하는 하이브리드 나노구조체를 개발합니다. 자기조립 전략을 통해 대량 생산이 가능하면서도 균일한 품질의 나노구조체를 얻는 것이 핵심 경쟁력입니다. 이러한 기술은 센서, 에너지 소자, 바이오 의료 분야 등 다양한 융복합 소자 개발의 기반이 되며, 학문적 깊이와 산업적 응용 가능성을 동시에 추구합니다. 다양한 첨단 분석 기법과 시뮬레이션을 활용하여 나노구조체의 형성 메커니즘을 규명하고, 최적화된 성능을 위한 설계 원리를 확립하고 있습니다. 이러한 연구는 지속 가능한 기술 발전과 미래 사회 문제 해결에 기여할 것입니다.

친환경 에너지 전환 및 차세대 광전자 소자 개발

김동하 교수는 지속 가능한 미래 에너지 솔루션을 위한 친환경 에너지 전환 기술 개발에 집중하고 있습니다. 특히, 광촉매 및 전기촉매 분야에서 혁신적인 나노소재를 활용하여 물 분해를 통한 수소 생산, 이산화탄소 환원 등 고효율 에너지 변환 시스템을 연구합니다. 페로브스카이트 및 유기 나노소재를 기반으로 한 차세대 태양전지 개발은 높은 광전 변환 효율과 장기 안정성을 목표로 하며, 저차원 페로브스카이트를 이용한 고효율 발광 소자(OLED) 연구를 통해 디스플레이 및 조명 기술의 발전을 선도하고 있습니다. 이를 위해 플라즈몬 효과를 활용하여 광흡수율을 높이고 전하 분리 효율을 극대화하는 전략을 사용합니다. 또한, 다양한 촉매 시스템의 설계 및 합성, 반응 메커니즘 분석을 통해 성능을 최적화하고 있습니다. 이러한 연구는 에너지 효율을 극대화하고 환경 부담을 최소화하는 데 기여하며, 에너지 저장 및 활용 분야의 기술적 혁신을 이끌고 있습니다.

정밀 의료 및 고감도 바이오센서 기술

본 연구실은 나노자임 기반의 정밀 의료 기술 개발을 통해 암 치료 및 진단 분야에 새로운 지평을 열고 있습니다. 특정 질병 마커에 반응하는 나노자임을 설계하여 표적 지향적인 진단 및 치료 효율을 극대화하며, 특히 광열 및 광역학 치료와 결합된 하이브리드 나노 시스템을 개발하여 비침습적이고 효과적인 암 치료 방안을 모색합니다. 또한, 표면 플라즈몬 공명(SPR)을 활용한 고감도 바이오센서 개발에 주력하고 있습니다. 이는 극미량의 생체 물질을 빠르고 정확하게 검출할 수 있는 기술로, 질병의 조기 진단 및 현장 진단(POC) 애플리케이션에 매우 유용합니다. 비휘발성 메모리 소자 개발 역시 광전자 분야의 중요한 축을 이루며, 차세대 정보 저장 기술 발전에 기여합니다. 이러한 융복합 나노소자 기술은 개인 맞춤형 헬스케어 및 첨단 진단 시스템 구축에 필수적인 요소로, 미래 의료 및 정보 기술 혁신에 핵심적인 역할을 수행할 것입니다.