본교 신용희 박사 교수 임용 – 가천대학교 바이오로직스학과  본교 화공생명공학과 강태욱 교수님 연구실의 신용희 박사가 2025년 1학기부터 가천대학교 약학대학 바이오로직스학과에 조교수로 임용되었습니다.  신용희 박사는 본교 화공생명공학과 학부를 2012년 2월에 졸업하고, 본교 대학원에 석박사통합과정으로 진학하였습니다. 강태욱 교수님 지도하에 금속 나노입자를 기반으로 한 생물화학공학 응용에 대한 연구를 진행하였고, 2020년 2월에 박사학위를 취득하였습니다.(학위 논문 제목: Diffusion Controlled Synthesis of Plasmonic Nanoparticles for Highly Sensitive Detection and Imaging). 이후 미국 하버드 의대와 서강대학교 바이오융합기술연구소에서 박사후 연구원으로 근무하였습니다.  

강문성 교수팀, Nature Electronics 논문게재  서강대학교 강문성 교수는 한양대학교 김도환 교수, 연세대학교 조정호 교수와의 공동연구를 통해 고밀도 픽셀 환경에서도 신호 간섭 없이 선명한 화질을 구현할 수 있는 초고해상도 OLED 마이크로디스플레이 기술을 개발하여 Nature Electronics (IF 33.7) 에 논문을 게재하였다.   최근 몰입감이 극대화된 확장현실(XR) 기기 구축을 위해 색 재현성 및 명암비가 우수한 고해상도 유기발광다이오드(OLED) 마이크로디스플레이의 개발이 활발하게 이뤄지고 있다. 그러나, 디스플레이 해상도가 증가함에 따라 근접 픽셀 간 거리가 수 마이크로미터 수준으로 근접하여 전기적 신호 간섭 현상이 일어나 색영역 및 색순도가 감소되는 문제가 존재해왔다.   전기적 신호 간섭은 주로 픽셀 간 공유된 정공전달층(hole transport layer)에 의해 유발되며, 이는 발광 픽셀에 주입된 전하가 인접 비활성 픽셀로 이동할 수 있는 경로를 제공하여 누설전류를 발생시키게 된다. 또한, 해상도가 지속적으로 증가됨에 따라 픽셀 간 간격은 더욱 줄어들어 누설전류가 더 심각해지기 때문에 정공전달층을 정밀하게 패턴하여 개별적으로 독립된 픽셀을 구현하는 것이 필수적으로 요구된다.   그러나, 정공전달소재로 주로 사용되는 OLED 핵심 소재인 저분자 유기반도체의 경우 소재의 낮은 내구성 및 효과적인 고해상도 패턴 방법론의 부재로 인해 초미세픽셀 구현은 아직 해결하지 못한 난제로 남아있다. 따라서, 초고해상도 OLED 디스플레이의 픽셀 간섭을 억제하기 위해서는 초미세패턴 공정에 상용성이 높은 새로운 저분자 유기반도체 소재 설계와 이에 따른 효과적인 초고해상도 패턴 방법론이 필요한 실정이다.     공동연구팀은 OLED 정공전달층으로 활용되고 있는 가교형 저분자 유기반도체에 실리콘(Si-O-Si) 네트워크 분자를 도입하여 초고해상도 패턴 공정인 포토리소그래피 및 반응성 이온 식각법을 통해 정밀한 비등방성 식각 거동 구현이 가능한 실리콘 결합형 저분자 정공전달층을 개발했다.   해당 소재는 10,000 ppi 이상의 초고해상도 픽셀 어레이를 6인치 웨이퍼 스케일의 대면적에서도 정밀하게 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 실리콘 분자의 농도 조절을 통해 에너지 레벨 수준 및 전하전달 속도를 제어함으로써 OLED 소자의 발광 효율 향상을 동시에 확보 가능했다. 나아가, 실리콘 결합형 정공전달층을 정밀하게 패턴하여 고해상도 OLED 픽셀 어레이를 개발하고, 이를 통해 전기적 픽셀 간섭 현상을 광학적 및 정량적으로 규명했다. 픽셀화된 정공전달층 기반 OLED 소자의 경우 해상도 증가와 상관없이 감소된 누설전류를 보였으며, 이로 인해 전기적 신호 간섭으로 인한 근접 픽셀 발광현상이 억제됨을 증명하였다.   이러한 결과는 디스플레이 해상도가 증가할지라도 초고해상도로 패턴화된 실리콘 결합형 정공전달층이 픽셀 간섭 현상을 효과적으로 완화할 수 있음을 나타내며, 이는 저분자 정공전달층 소재의 신개념적 설계 및 마이크로리소그래피 패턴 방법론이 차세대 디스플레이 분야에 응용될 가능성이 높다는 것을 시사한다.   연구실 홈페이지: https://sites.google.com/view/mskanggroup/   논문 링크: Microlithography of hole transport layers for high-resolution organic light-emitting diodes with reduced electrical crosstalk | Nature Electronics 

이종석 교수 연구팀, 에틸렌(C2H4) 고투과성 하이브리드 기체분리막 개발           왼쪽부터 성정호 연구원 (석박통합과정, 제 1저자), 남기진 연구원 (석박통합과정, 공동 제 1저자), 신주호 연구원 (박사과정, 공동저자), 이종석 교수 (교신저자)   이종석 교수팀의 성정호 학생 (석박통합과정, 제 1저자), 남기진 학생 (석박통합과정, 공동 제 1저자), 신주호 학생 (박사과정, 공동저자)은 이종의 결함 구조를 동시에 도입하여 가공성과 다공성이 향상된 신규 제올라이트 이미다졸레이트계 구조체 나노입자를 개발하고 이를 포함하는 하이브리드 분리막을 개발하였다.     연구팀은 제올라이트 이미다졸레이트계 구조체 내에 징크 이온과 이종의 알킬아민 (트리부틸아민, 트리에틸아민)의 배위결합으로 형성된 이종 결함 구조를 동시 도입하였으며 그 결과 단일 결함 구조가 도입된 구조체보다 높은 다공성을 가진 나노입자를 개발하였다. 개발된 신규 나노입자는 상용 고분자와의 높은 친밀성을 보여 고분자와의 혼합으로 제조되는 하이브리드 분리막 제조에 용이하다. 신규 개발된 이종의 결함구조 도입된 나노입자를 고농도(>40wt%)로 포함한 하이브리드 분리막은 에틸렌 투과도를 기존 고분자 분리막 대비 획기적으로 향상 (> 791%)시켜 우수한 에틸렌/에탄 기체 분리성능을 달성하였다.     본 연구 성과는 “이종 결함 구조 도입에 의한 분자체 구조 제어” 기술을 바탕으로 에틸렌/에탄 분리에 용이한 고투과성 하이브리드 기체분리막을 개발하였다. 신규 나노 분자체에 적용된 다종의 결함 구조 제어 방법은 다양한 나노 분자체 구조 개질에 새로운 관점을 제시할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 높은 에틸렌 투과 성능을 보인 하이브리드 분리막은 분리막의 기대 성능을 향상시켰으며 대면적화 및 실용화를 통해 탄소중립 사회로의 전환을 달성할 수 있을 것으로 기대된다.   본 연구 성과는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업, 선도연구센터사업 및 신진연구 한우물파기 기초연구 지원을 통해 재료 분야 국제 저명 학술지인 Small (IF: 13.0)에 10월 18일자로 온라인 게재되었다. (3) 연구실 홈페이지: http://gsslab.sogang.ac.kr/main.php (4) 논문 링크: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202401594 

이종석 교수 연구팀, 유가 금속 선택적 회수 공정 개발 이종석 교수 연구팀의 신정한 학생 (석박 통합 과정, 주저자), 그리고 이호준 학생 (석박 통합 과정, 공동저자)은 배터리 생산 공정에서 배출되는 폐수를 비롯해 다양한 전이 금속이 고농도의 불순물 염과 함께 포함되어 있는 폐수에서 전이 금속들을 선택적으로 회수할 수 있는반응 강화 분리막 캐스케이드 공정 (Reaction-Enhanced Membrane Cascades, REMCs)이라 명칭한 신규 다단계 분리막 공정을 개발하였다.   (왼쪽부터 신정한 (주저자), 이호준 (공동저자), 이종석 (교신저자)) 연구팀은 전이금속과 알칼리 금속, 알칼리 토금속 중 전이 금속을 선택적으로 흡착하는 고분자인 폴리에틸렌이민 (Polyethyleneimine, PEI) 을 이용한 고분자 한외여과 (polymer enhanced ultrafiltration)에 정용여과법 (diafiltration)을 적용하여 전이금속만을 선택적으로 추출하였다, 이후 산성도 조절을 통해 고분자에서 전이금속들을 탈착시켜 다시금 정용여과를 통해 회수하였다. 그리고 완전히 분리된 전이금속 용액을 나노여과 (nanofiltration)를 통해 농축하는 해당 3단계로 이뤄진 공정을 개발하였다. 또한 인천대 김정 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 전이 금속 추출 단계와 농축 단계에 2단 분리막 캐스케이드를 적용하여 단일단 분리막을 사용했을 때 대비 수율을 향상시켜, 폐수 내 전이금속의 90% 내외를 99.8%의 순도로 회수하였다.   연구팀이 개발한 공정의 경우, Ni, Cu, Cd과 같은 다양한 전이금속에도 적용이 가능하며, 실제 산업 폐수의 환경과 유사한 고농도의 염이 섞여 있는 경우에도 활용이 가능하기에, 탄소 중립 목표치 달성을 위한 자원 수요 증가 충족을 위한 자원 재활용 분야에서의 적용이 기대된다.   본 연구는 한국에너지기술평가원의 지원과 한국환경산업기술원의 지원으로 수행되었으며, 연구 결과는 화학공학 분야 유명 저널인 Chemical Engineering Journal (IF: 13.4)에 게재되었다. 1. 공정 모식도. a) PEI가 선택적으로 전이금속을 흡착하는 단계, b) PEI에 흡착되지 않은 알칼리 금속, 알칼리 토금속 불순물 염이 한외여과막을 투과하여 제거되는 단계, c) 산성도를 조절해 PEI 에서 전이 금속을 탈착시키고, PEI 와 전이 금속을 분리하는 단계, d) 나노여과막을 이용해 고순도, 저농도의 전이금속 용액을 고농도로 농축하는 단계. 2. 전이 금속과 불순물 염 페어 16개 페어에 대한 공정 최종 순도와 회수율연구실 링크: http://gsslab.sogang.ac.kr/논문 링크: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894724037343 

이현오 (박사과정), 박준우-최우철(연프, 심종설 수강생) Advanced Functional Materials 논문 게재  이현오 연구원 (제1저자, 석박사통합과정 - 지도교수 강문성)은 이온 이동 제어를 활용한 투명전극이 필요 없는 전기화학발광 소자 개발에 관한 연구 논문을 국제 학술지 Advanced Functional Materials (IF = 18.5)에 11월 3일에 발표하였다.   전기화학발광 소자(Electrochemiluminescence Device)는 용액 또는 겔 상에서 작동하는 발광 소자로, 기존의 고체 발광 소자와 달리 전기화학 반응을 통해 발광이 이루어진다. 이 소자는 발광층과 두 전극으로 이루어진 단순한 구조로, 비용 효율적인 유연 발광 소자 구현에 유리한 잠재력을 갖추고 있다.그러나 기존의 전기화학발광 소자는 투명전극의 전기화학적 불안정성으로 인해 구동 안정성이 낮아 실용적 사용에 어려움이 있으며, 투명성, 전도성, 유연성, 전기화학적 안정성을 동시에 갖춘 이상적인 투명전극 재료가 부족하여 높은 성능의 유연 발광 소자 제작에 한계가 있다. 연구진은 이온 이동에 의해 형성되는 전기 이중층(Electric Double Layer)의 제어를 통해 나란히 배치된 두 개의 금 전극을 사용하여 투명전극 없이 구동 가능한 전기화학발광 소자를 구현하였다. 이를 통해 소자 수명이 크게 향상되었으며, 외부 자극에 반응하여 발광량이 변화하는 감응형 발광 소자의 가능성을  본 연구에는 학위과정 중인 대학원생 뿐만 아니라 ‘연구프로젝트’ 및 ‘심화 종합 설계’에 1년간 참여한 학부생(박준우 18학번, 최우철 19학번)의 적극적인 참여로 이루어졌으며, 두 학생 모두 논문의 공저자로 포함되어있다.  논문 제목: Transparent Electrode-Free Light-Emitting Devices Exploiting Ion Transport-Controlled Electrochemiluminescence논문 링크: https://doi.org/10.1002/adfm.202417514 지원기관: 한국연구재단의 개인기초연구(중견연구) 및 미국공군연구소의 지원연구실 홈페이지: https://sites.google.com/view/mskanggroup/  

류재건 교수 공동연구팀, 급속 충전이 가능한 ‘반고체 전지’ 개발로 Advanced Energy Materials에 게  본교 화공생명공학과 류재건 교수 연구팀은 서울대학교 한정우 교수, 포항공과대학교 박수진 교수 연구팀과 공동연구를 통해 안전성이 대폭 향상된 ‘반고체(Quasi-solid)’ 듀얼이온전지를 개발하였다. 해당 연구 성과는 국제 저명 재료화학 학술지인 Advanced Energy Materials에 게재되었다.      최근 전기차 발화의 주요 원인은 현행 리튬이온전지에 사용되는 액체 전해질이다. 이를 해결하기 위해 (반)고체 전해질, 즉 불이 붙지 않는 불연성 또는 난연성 재질의 물질로 액체 전해질을 대체한다. 동시에 적층 구조로 전지 개발이 가능하여 에너지밀도 또한 향상시킬 수 있는 차세대 전지 기술로 주목받고 있다. 이러한 노력에도 불구하고 고체 전해질을 사용한 전지는 상온에서 낮은 이온전도도로 급속 충전 특성과는 거리가 멀다.   이를 해결하기 위해 급속 충전이 가능한 듀얼이온전지에 특화된 반고체 전해질을 개발하여 고에너지 밀도와 안전성을 동시에 만족시키는 차세대 전지를 개발하였다. 기존 반고체 전해질 내에선 음이온을 고정하여 리튬이온의 전달계수를 높이는 연구가 주를 이루지만 듀얼이온전지 개발에는 적합하지 않다. 본 연구에서는 비대칭적 표면 전하를 가지는 전해질 첨가제를 활용하여 양쪽 이온의 균형 잡힌 이동이 가능한 반고체 전해질을 개발할 수 있었다. 이를 통해 반고체임에도 5분 이내로 충전이 가능하며, 0도에서도 고속 충전 특성을 확보하였다. 해당 연구는 차세대 전지가 나아가야 하는 새로운 방향을 제시하였다는 점에서 의의가 있다.     연구실 홈페이지 : https://sites.google.com/view/jryugroup/home 논문 제목 Charge Separation Induced by Asymmetric Surface Charge Effects in Quasi-Solid State Electrolyte for Sustainable Anion Storage 논문 링크 : https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202402293?msockid=03c232ae59dc635511f527b0584f62f6 

최우철 학생(학부4학년) KJF-ICOMEP 2024 우수 포스터상 수상 최우철 학생(학부 4학년, 지도교수 강문성)이 2024년 KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics에 참가하여 Best Poster Awards를 수상하였습니다. 최우철 학생은 2023년도 가을학기부터 강문성 교수 연구실에 학부연구생으로 참여하여 투명전극을 사용하지 않는 발광소자에 대한 연구를 수행하였으며, 해당연구를 바탕으로 학회에서는 "Transparent Electrode-free Light-emitting Devices Exploiting Ion Transport-controlled Electroluminescence"라는 제목의 포스터를 발표하였습니다.   

신희운,박민우(지도교수 김형준) 한국연구재단 연구장려금지원사업 선정  신희운 석박통합과정생(지도교수 김형준)과 박민우 석사과정생(지도교수 김형준)이 각각 2024년 한국연구재단 박사과정생연구장려금지원사업, 석사과정생연구장려금지원사업에 선정되었다.                                                                                           ▲ (좌) 신희운 석박통합과정생, (우) 박민우 석사과정생 2024년도 이공분야 학술연구지원사업은  석․박사과정생 부터 우수한 박사후연구자 까지 학문후속세대의 성장단계에 따른 연구기회를 제공하여 연구자로서의 성장을 지원하는 사업이다. 신희운 석박통합과정생은 '차세대 서펙스(SuFEx) 클릭 화학을 이용한 에너지 저장/전환 소자용 음이온 고정형 고분자 전해질의 새로운 화학 개척'이라는 연구 주제로 2년간 총액 5,000만원을 지원받는다. 박민우 석사과정생은 '동적 교환 반응을 이용한 새로운 이온전도 메커니즘을 기반한 고분자 전고체 전해질 개발'이라는 연구 주제로 1년간 총액 1,200만원을 지원받는다.  

김남헌 석사과정생 (지도교수 강문성), 한국연구재단 석사과정생연구장려금지원사업 선정 김남헌 석사과정생(2학기, 지도교수강문성)이 2024년 한국연구재단 ‘석사과정생연구장려금지원사업‘에 선정됐다. 이번 사업은 학문후속세대 양상을 통한 국가연구역량 강화를 목적으로 시행되었으며, 국내 대학원에 석사 및 석박통합 과정에 전업으로 재학 중인 학생들을 대상으로 700개 내외의 연구 과제를 선정하여 이들에게 안정적인 연구 기회를 제공하여 우수한 연구 인력으로 성장할 수 있도록 지원하기 위해 마련되었다.김남헌 학생은  ‘전기화학적 정공전달체를 활용한 OLED 발광체의 전기화학발광 증폭’에 대한 연구를 수행할 계획이며 이번 사업을 통해 1년간 총 1200만원의 장학금을 지원받는다.  

서강대-카이스트 공동연구팀, 금 나노입자가 담지된 구리 촉매의 이산화탄소 환원 반응에서의 프로판올 생성 원인 규명 연구 Nano Energy에 게재  본교 화공생명공학과 백서인 교수 연구팀 (공동 제 1저자: 정현동 석박통합과정생)은 카이스트 오지훈 교수 연구팀과 공동연구를 통해 금 나노입자가 담지된 구리 촉매가 전기화학적 이산화탄소 환원 반응에 의한 프로판올 (n-propanol) 생성의 높은 성능을 확인하고 계산화학을 통하여 그 원인을 규명하였다.   본 공동연구팀은 이산화탄소 환원 반응에서 금 나노입자에서 생성된 CO*의 스필오버 (spillover)에 의해 구리 표면 내의 CO* 중간체의 양이 증가하여 C3 화합물인 프로판올의 생산성이 증가함을 밝혀냈다. 밀도범함수 이론 (Density Functional Theory) 계산을 통해 금 나노입자 인근의 구리 표면에서 OCCO*와 CO*의 결합의 활성화 에너지가 대폭 낮아져 CO* 이합체화 반응 이후 C3 중간체인 OCCOCO*의 생성이 촉진되어 프로판올의 생산성이 높아진다는 것을 이론적으로 규명하였다.     본 연구는 이공분야 대학중점연구소지원 사업의 지원을 받아 수행되었으며, 연구 결과는 국제 저명 학술지 ‘Nano Energy’ (Impact Factor: 17.6, JCR 상위 5.2%)에 게재되었다.   논문 제목: Delicate control of a gold-copper oxide tandem structure enables the efficient production of high-value chemicals by electrochemical carbon dioxide reduction 논문 링크: https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2024.110176 연구실 홈페이지: https://www.seoinback.com