최윤제, 신조원, 윤지희 연구원 (지도교수: 김형준) 2024년도 한국고분자학회 발표상 수상 서강대학교 화공생명공학과 김형준 교수님 연구실 (고분자 이온 소재 연구실) 에서  최윤제, 신조원, 윤지희 학생이 제주도에서 개최된 2024 춘계 고분자 학술대회에서 각각 최우수 논문발표상 (포스터 부문), 장려상 (구두 부문), 장려상 (포스터 부문) 을 수상하였습니다.       

노승환 연구원(지도교수 강문성) 한국고분자학회 춘계학술대회 - 최우수논문발표상(포스터 대상) 수상 수상  노승환 연구원(석사과정, 지도교수 강문성) 한국고분자학회 춘계학술대회 최우수 논문발표상을 수상하였습니다.특히나 최우수 논문에 선정된 16편의 포스터 중 최종 3편에게 수여되는 태원 시스템 포스터 대상을 수상하였습니다.   논문제목: Heat-assisted Direct-photopatterning of OLED Emissive Layer.

이세리 연구원 (지도교수: 오세용), 화학공학 분야 저명 국제학술지 'Chemical Engineering Journal'에 논문 게재   ▲ 이세리 연구원 (석박통합과정, 제1저자)   본교 화공생명공학과 오세용 교수 연구팀의 이세리 연구원 (석박통합과정)은 한경국립대학교의 김규민 교수, 페로브스카이트 태양전지의 발명가로 잘 알려진 일본의 Tsutomu Miyasaka 교수 (Toin University of Yokohama)와의 공동연구를 통해 '주석(Sn)-납(Pb)-Ge(저마늄) 기반의 삼중 금속 양이온 페로브스카이트 태양전지'를 최초로 개발하였으며, 해당 연구 논문은 화학공학 분야 저명한 국제학술지 

서강대-서울대 공동연구팀, CoFeV 스피넬 산화물 표면 재구축에 따른 산소 생성 반응 활성 증가 원인 규명  본교 화공생명공학과 백서인 교수 연구팀의 문성진, 목동현 연구원은 서울대학교 현택환, 성영은 교수 연구팀과 공동연구를 수행하여, 코발트-철-바나듐 (CoFeV) 스피넬 산화물에서 바나듐이 탈리 (leaching) 됨에 따라 표면 재구축 (Surface Construction) 이 일어나 산소 생성 반응 (Oxygen Evolution Reaction, OER) 성능이 증가함을 확인하고 그 원인을 규명하였다.   본 연구팀은 밀도범 함수 이론 (DFT)를 통해 OER 환경 (1.5 V vs RHE, pH 14) 하에서 CoFeV 스피넬의 바나듐 용출 전위 (dissolution potential)가 낮아 바나듐이 자연스럽게 탈리되며, 바나듐의 탈리로 인한 산소공 (oxygen vacancy)의 형성이 산화물 표면에서 코발트-철 oxyhydroxide (CoFeOOH)로의 재구축을 유도함을 이론적으로 보였다. 이후 Bader Charge 분석을 통해 재구축된 CoFeOOH 표면의 코발트 원자가 스피넬에서의 코발트 원자보다 덜 산화되어 OER 반응 중간체와의 강한 상호작용을 유도하고 OER 활성을 증가시킴을 규명하였다. 해당 연구 성과는 저명한 국제 학술지인 ‘Advanced Functional Materials’ (인용 지수 19.0)에 게재되었다.   그림 1. (a) 상대적으로 낮은 바나듐의 용출 전위. (b) 산소의 p-band center 비교. 값이 fermi level에 가까울수록 산소공 형성에 유리하다. (c) 산소공 형성 에너지 비교. (d) OER 활성에 대한 Volcano Plot. CoFeOOH가 가장 낮은 과전압을 보인다. (e) OER Gibbs Free energy 다이어그램. OER 반응 중간체들이 CoFeOOH에서 전체적으로 강한 흡착을 보인다. (f) Co의 d-band center 비교. 값이 0에 가까울수록 anti-bonding orbital에 포함된 spin의 비율이 줄어 흡착이 강해진다. (g) CoFe 스피넬, (h) CoFeV 스피넬 그리고 (i) CoFeOOH 표면에서의 Co 원자의 bader charge 비교. 값이 높을수록 많이 산화되었음을 의미하며 CoFeOOH의 Co 원자가 가장 낮은 charge 값을 가진다.        본 연구는 탄소중립산업핵심기술개발 사업과 KISTI 컴퓨팅 자원의 지원으로 수행되었다 연구실 홈페이지 : https://www.seoinback.com/home논문 링크 : https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202401095

서강대-사이먼프레저 대학 공동연구팀, 과산화수소 생산을 위한 이론 지표 개발 및 신촉매 제시    화공생명공학과 백서인 교수 연구팀 (제1저자: 목동현 연구원) 은 Simon Fraser 대학의 Samira Siahrostami 교수와 공동연구를 수행하여, 전기화학적 2전자 산소 환원 반응 (2e-ORR) 에 의한 과산화수소 (H2O2) 생성의 선택성 지표인 ∆∆G 의 타당성을 입증하고, 해당 지표를 사용하여 주로 사용되는 PtHg4 촉매보다 이론적으로 높은 2e-ORR 활성과 선택성을 보이는 촉매들을 발견하였다.   H2O2는 2e-ORR에 의해 생성되며 야금, 표백, 세정 등 다양한 산업에서 활용된다. 하지만 산소가 환원될 때 4 전자 산소 환원 반응 (4e-ORR) 경로가 열역학적으로 선호되며 H2O2 대신 4e-ORR의 생성물인 H2O가 생성된다. 따라서 2e-ORR에 선택적인 촉매를 사용하여 H2O2 생성을 유도할 필요가 있다. 4e-ORR 은 반응 중간체인 OOH*에서 O-O 원자 결합이 절단되어 OH* 중간체가 형성됨에 따라 진행되는데, 이때 O와 촉매 원자간 흡착이 약하다면 O-O 결합 절단이 방지되어 2e-ORR 선택성을 높일 수 있다. 이러한 통찰을 기반으로 제시된 ∆∆G 지표는 2e-ORR 생성물인 H2O2에 대한 상대적인 O 흡착에너지를 나타내며 값이 작을수록 2e-ORR에 선택적임을 의미한다.   본 연구에서는 촉매의 활성자리를 고립시켜 O 흡착을 약화시킨 single-site 합금 표면들로 구성된 2e-ORR 데이터셋에 ∆∆G 지표를 사용하여, 2e-ORR에 이론적으로도 실험적으로도 높은 선택성을 가지는 Hg 기반 합금 촉매와 비교했을 때 더 높은 2e-ORR 선택성을 가지는 촉매를 발견하고자 했다. 그 결과 400개 이상의 합금 표면 중 활성 및 선택성 조건을 만족하는 19개의 표면을 발견하였으며, 활성자리의 고립을 의미하는 ensemble 효과와 활성자리를 고립시키는 원자의 종류에 의한 ligand 효과가 복합적으로 영향을 끼쳐 높은 2e-ORR 선택성을 유도했음을 확인할 수 있었다. 해당 연구 성과는 저명한 국제 학술지인 Angewandte Chemie International Edition (인용 지수 16.6) 에 게재되었다.  그림 1. a) G1과 G2의 차이가 ∆∆G를 나타내며 차이가 작을수록 높은 2e-ORR 선택성을 보인다. 2e-ORR에 주로 사용되는 촉매들이 실제로 작은 ∆∆G 값을 가지는 것을 확인할 수 있다. b) PtHg4를 기준으로 하였을 때 19개의 고활성, 고선택성 촉매를 발견할 수 있었다. c) 활성자리가 고립된 정도를 나타내는 지표인 CNphobic 과 ∆∆G 지표 간의 관계. 활성자리가 고립될수록 ensemble 효과에 의해 ∆∆G 값이 낮아져 높은 2e-ORR 선택성을 가지게 됨을 확인할 수 있다. d) 활성자리를 고립시키는 원자의 종류에 따른 ∆∆G 지표 변화. 원자 종류가 달라지면 ligand effect에 의해 활성자리 원자가 같더라도 ∆∆G 값이 달라지며 Se 원자에 의해 고립된 표면이 평균적으로 높은 2e-ORR 선택성을 보임을 확인할 수 있다.  본 연구는 대학중점연구소 사업과 KISTI 컴퓨팅 자원의 지원으로 수행되었다. 연구실 홈페이지 : https://www.seoinback.com/home논문 링크 : https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202404677

임창혁 연구원(지도교수 강문성) 제30회 삼성 휴먼테크 논문대상_동상 수상   임창혁 연구원(서강대학교 화공생명공학과 석사졸(2024.2), 현 삼성전자)이 함효빈 연구원(UNIST 박사과정), 이명제 연구원(고려대학교 박사과정)과의 공동연구 결과를 바탕으로 제30회 삼성 휴먼테크 논문대상 재료부분 동상을 수상하였습니다. 논문제목: Record-High Fidelity Patterning of Quantum Dots Using a Low-Temperature Activatable Ligang Crosslinker

박제영 교수 연구팀, ‘생분해성 종이 맥주병’으로 적용 가능한 친환경 식품포장소재 개발  화공생명공학과 박제영 교수 공동연구팀,‘생분해성 종이 맥주병’으로 적용 가능한 친환경 식품포장소재 개발 화공생명공학과 박제영 교수 연구팀은 충남대 구준모 교수, 인하대 오동엽 교수 연구팀과 공동연구를 통하여 가스차단성이 우수하여 맥주병으로 적용이 가능한 친환경 생분해성 종이 복합소재를 개발하였다. 플라스틱으로 이루어진 식품 포장재들은 식품 내용물을 보존하고, 소비자들의 까다로운 요구를 만족시키기 위해서 과대 포장되는 경향이 높다. 특히, 종이팩의 경우는 음료에 의해 종이가 눅눅해지는 문제와 내용물의 산패를 막기 위해 내부가 알루미늄으로 증착 코팅되어 있고, 맥주 페트병의 경우 내부 이산화탄소의 김빠짐을 막기 위하여 나일론 필름이 다층 구조로 형성되어 있다. 이와 같은 복합적 코팅은 포장용 플라스틱 종류 간의 분리를 어렵게 하여 재활용을 원천적으로 불가능하게 만든다. 따라서 지속가능한 사회를 위한 미래 포장소재는 재활용이 용이한 단일 물질로 제조되거나, 복합화 되더라도 모든 소재가 자연분해가 가능하도록 개발되어야 할 필요성이 제기되어 왔다. 연구팀에서는 기존의 비분해성 플라스틱 다층 포장재 및 알루미늄 증착에 의한 재활용이 불가능한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 접근법의 생분해성 종이/플라스틱 복합소재를 개발하여 음료병으로의 적용 가능성을 확인하였다. 핵심기술은 머서화(mercerization) 과정을 거쳐 내부 셀룰로오스 구조를 느슨하게 풀어준 종이 소재에 사슬 길이가 짧은 생분해성 고분자로 먼저 코팅을 진행한 후 생분해성 플라스틱으로 종이를 샌드위치처럼 감싸는 방식으로 코팅하는 것이다. ▲기존 식품포장재용 플라스틱의 단점 및 생분해성 가스차단 소재의 개발 필요성 이러한 신개념의 복합재료는 촘촘한 내부구조를 가지기 때문에 높은 가스 및 수분 차폐 기능을 제공하여 탄산음료나 맥주의 김빠짐을 막을 수 있고, 소비자가 사용 시에 음료병에 가할 수 있는 반복적인 굽힘 자극에 저항하는 유연하면서도 튼튼한 코팅층을 갖추어 손상을 최소화하는 것을 확인하였다. 개발한 소재의 구성성분은 모두 생분해성을 가지는 재료이기 때문에 18주간의 퇴비화 실험에서 약 70% 분해되는 것으로 확인되어, 무분별한 플라스틱 포장재의 자연환경 누출에 대해서도 생태계 교란 문제를 일으키지 않고 자연스럽게 자연의 탄소 순환시스템으로 흡수된다.  ▲(상단)“생분해성 종이 맥주병”으로 적용가능한 복합소재의 제조 과정, (하단)가스차단 및 생분해 특성 박제영 교수는 “이번에 개발된 생분해성 종이 복합 소재는 시중의 페트병 및 우유팩보다 월등히 향상된 가스 및 수분차단성을 나타내어 차세대 친환경 포장소재로 상업화 관점에서 여러 연구를 진행하고자 한다” 고 밝혔다. 본 연구결과는 한국연구재단 “나노 및 소재 기술개발사업”의 지원을 받아 수행되어 화학공학분야의 국제 저명 학술지인 Chemical Engineering Journal (Impact Factor: 15.1, JCR: 상위 3.2%)에 ‘Compostable plastic/paper composites with high gas/moisture barriers for sustainable beverage bottles’ 제목으로 게재되었다 (1저자: 울산과학기술원 오지원 석사과정). 

본교 11학번 호동일 박사 교수 임용 - 국립공주대학교 화학공학부  화공생명공학과 호동일 박사가 2024년 3월 1일자로 국립공주대학교 화학공학부 조교수로 임용되었습니다.   호동일 박사는 본교 화공생명공학과 11학번으로 2017년 2월 학부를 졸업하고, 본교 대학원에 석박통합과정으로 진학하였습니다. 김충익 교수님 지도하에 방사선 저항성 반도체 소자 개발, 친환경 공정 반도체 소자 개발 등의 연구를 진행하였고 2022년 8월에 박사학위를 취득하였습니다 (학위 논문 제목: Oxide Semiconductor-Based Thin-Film Transistors with Electrical and High Energy Stress Stability)이후 독일 드레스덴 공대 Karl Leo 교수 연구실에서 최근까지 박사후연구원으로 근무하고 있습니다.    

본교 10학번 서경준 박사 교수 임용 - 한국공학대 생명화학공학과  본교 졸업생 서경준 박사가 2024년 3월 1일자로 한국공학대학교 생명화학공학과 조교수로 임용되었습니다.   서경준 박사는 본교 화공생명공학과 10학번으로 2015년 8월 학부를 수석 졸업하고, 본교 대학원에 진학하였습니다. 김충익 교수님 지도하에 촉매 소재 개발 분야 연구를 진행하여 2018년 2월 석사학위를 마치고, 이후 미국으로 유학 2023년 8월 University of Texas at Austin 화학공학과에서 박사학위를 취득하였습니다 (학위 논문 제목: Multi-scale Design and Optimization of Carbon Capture Processes Using Ionic Liquids). 이후 최근까지 SK이노베이션에서 근무하였습니다. 

안희성 박사후 연구원의 교수 임용 – 국립순천대 화학공학과 (24년도 상반기)   이종석 교수 연구실의 안희성 박사후 연구원이 국립순천대 화학공학과 24년도 상반기 교원채용에 지원하여 최종 임용되었습니다.     안희성 박사는 화공생명공학과 이종석 교수님 지도하에 22년 8월에 응축성 기체 분리를 위한 하이브리드 분리막 주제로 박사 학위를 취득하였습니다 (학위 제목: Molecular Engineering of Zeolitic Imidazolate Frameworks and Their Derivative Membranes for Condensable Gas Separations).   안희성 박사는 한국연구재단에서 지원하는 23년도 기초연구사업 상반기 (세종과학펠로우십) 신규과제에 최종 선정되어 23년도 3월부터 총 5년간 연구비를 지원받아 이산화탄소를 선택적으로 분리할 수 있는 미세다공성 나노입자를 개발하고, 이를 고분자와 혼합한 차세대 하이브리드 기체 분리막을 개발해 오고 있습니다. 또한, 지난 6개월 동안 미국 버클리 대학 화학과의 Jeffrey R. Long 교수님 연구실에서 visiting scholar 자격으로 방문하여 국제공동연구를 수행해왔습니다.