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김상욱 그룹리더는 그래핀 수화젤 및 그래핀 수화젤 나노복합재료의 혁신적인 제조 및 응용 기술을 연구하고 있습니다. 특히, 적층된 그래핀 시트 사이에 다공성 포어를 형성하고 수분을 함유하는 그래핀 수화젤과, 여기에 나노입자를 추가한 나노복합재료의 설계 및 제조 방법에 집중하고 있습니다. 또한, 빛의 조사를 활용하여 기판에 분자 자기조립을 유도하고 정밀한 패턴을 형성하는 고도화된 기술을 개발하고 있습니다. 이 기술은 높은 열 구배를 통해 원하는 영역에 배향을 자유롭게 조절하며, 사전 포토레지스트나 화학적 처리 없이 단순 드레깅 방식으로 다양한 회로 패턴을 구현할 수 있는 강점을 지닙니다. 평탄한 기판은 물론 유연한 3차원 기판에도 적용 가능하며, 특별한 환경 제약 없이 공정이 가능하여 차세대 유연 전자소자 및 나노 장치 개발에 핵심적인 기여를 하고 있습니다.
| 연구자 프로필 |  |
| 연구자 명 | 김상욱 |
| 직책 | 그룹리더 |
| 이메일 | sangouk@kaist.ac.kr |
| 재직 상태 | 퇴직 |
| 부서 학과 | 나노물질 및 화학반응 연구단 |
| 사무실 번호 | 0423503339 |
| 연구실 | Soft Nanomaterials Laboratory |
| 연구실 홈페이지 | https://snml.kaist.ac.kr/ |
| 홈페이지 | https://snml.kaist.ac.kr/softnano/member0.php |
| 소속 | 기초과학연구원 |
| 회사명 | 미국 위스콘신대 |
| 재직기간 | - |
| 담당업무 | 박사후연구원 |
| 회사명 | KAIST |
| 재직기간 | 재직 중 |
| 담당업무 | 신소재공학과 교수 나노융합연구소 소장 (겸임) 인권윤리센터 센터장 (겸임) 2014년 3월부터 지정 석좌교수 임명 |
| 연구 1 | 그래핀 수화젤 및 나노복합재료 혁신 기술 |
| 내용 | 김상욱 그룹리더 연구실은 차세대 나노소재로서 그래핀 수화젤 및 그래핀 수화젤 나노복합재료의 혁신적인 제조 및 응용 기술을 개발하는 데 중점을 두고 있습니다. 본 연구는 첨단 소재의 한계를 극복하고 다양한 산업 분야에 적용 가능한 고성능 소재 솔루션을 제공하는 것을 목표로 합니다. 본 연구에서는 적층된 그래핀 시트 사이에 다공성 포어를 효과적으로 형성하고 그 안에 수분을 함유시키는 그래핀 수화젤 제조 기술을 개발했습니다. 이 기술은 재료의 경량성과 유연성을 극대화하며, 특정 기능을 부여하기 위해 나노입자를 도입한 그래핀 수화젤 나노복합재료의 설계 및 제조 방법에도 집중합니다. 특히, 다공성 구조 제어와 나노입자 분산 기술은 기존 그래핀 소재의 단점을 보완하고, 높은 기능성을 발현시키는 핵심 차별점입니다. 이러한 독자적인 제조 방식은 소재의 물리적, 화학적 특성을 정밀하게 조절할 수 있게 합니다. 개발된 그래핀 수화젤 및 나노복합재료는 뛰어난 기계적 강도, 전기 전도성, 생체 적합성 등을 기반으로 차세대 유연 전자소자, 웨어러블 센서, 에너지 저장 장치, 바이오메디컬 응용 분야 등 광범위한 영역에서 혁신적인 솔루션을 제공합니다. 특히, 2023년 국제화학연합(IUPAC) 10대 유망기술 및 과학기술정보통신부 10대 나노기술로 선정된 '헤라클레스 인공근육' 기술의 핵심 소재로 활용되어 그 우수성을 입증했습니다. 이 기술은 산업적 파급 효과가 클 것으로 기대됩니다. |
| 연구 2 | 빛 유도 분자 자기조립 기반 정밀 패턴 기술 |
| 내용 | 김상욱 그룹리더 연구실은 빛 조사를 활용하여 기판 위에 분자 자기조립을 유도하고 정밀한 패턴을 형성하는 고도화된 기술을 연구합니다. 이 기술은 기존 패터닝 공정의 한계를 극복하고, 유연하고 복잡한 전자회로 및 나노장치 개발을 위한 핵심 기반 기술을 제공하는 것을 목표로 합니다. 본 연구의 핵심은 매우 높은 열 구배를 활용하여 빛의 조사를 통해 원하는 영역에 분자 배향을 자유롭게 조절하고, 이를 통해 배향 조절도를 향상시키는 것입니다. 이 혁신적인 방식은 사전 포토레지스트나 복잡한 화학적 처리 과정 없이 단순 드레깅(dragging) 방식으로 다양한 형태의 회로 패턴을 구현할 수 있다는 점에서 기존 기술과 차별화됩니다. 평탄한 기판뿐만 아니라 휘어지는 기판과 같은 3차원적인 구조에도 적용 가능하며, 특별한 환경 제약 없이 상온, 상압 등 일반적인 환경에서 공정이 가능하다는 강점을 지닙니다. 이러한 유연성과 범용성은 차세대 전자소자 개발에 필수적인 요소입니다. 이 기술은 마이크로/나노 스케일의 정밀한 회로 및 센서, 유연 디스플레이, 웨어러블 디바이스 등 차세대 유연 전자소자 및 나노 장치 개발에 핵심적으로 기여합니다. 특히, 단순하고 경제적인 공정으로 고해상도 패턴을 구현할 수 있어, 산업 현장에서의 상용화 가능성이 매우 높습니다. 이 기술은 첨단 전자 산업의 제조 효율성을 높이고, 새로운 기능과 형태를 가진 제품 개발을 가속화하여 막대한 경제적, 기술적 가치를 창출할 것으로 기대됩니다. |
| 활동 내용 | [학회 활동] - 미국재료학회(MRS) 2025년 봄 학회 의장(Meeting Chair) 선정 - 유럽재료학회(E-MRS) 2025년 가을 학회 의장 활동 - 한국그래핀학회 7대 회장으로 선출 (2024년 1월부터 2년간) - 미국화학회(American Chemical Society) 학술지 `어카운츠 오브 매터리얼 리서치(Accounts of Material Research)` 편집위원 - 한국과학기술한림원 2020 신임정회원 선출 [수상 및 선정 내역] - 국제화학연합(IUPAC) `2023년 10대 유망기술`에 헤라클레스 인공근육 기술 선정 - 과학기술정보통신부와 나노기술연구협의회가 수여하는 2023년 10대 나노기술에 헤라클레스 인공근육 기술 선정 - 과학기술정보통신부의 2023년 기계·소재 부문 국가연구개발 우수성과 100선에 헤라클레스 인공근육 기술 선정 - 2015 포스코 학술상 수상 - 2014년도 나노 연구 국무총리표창 수상 - 이달의 과학기술자상 6월 수상자 (2014년) - 동아일보 `10년 뒤 한국을 빛낼 100인` 선정 (2011년) - KAIST 학술상 (2010년) - 제13회 젊은과학자상 [논문 및 기고] - 연구성과가 미국화학회 발간 재료공학 분야 권위지인 `나노레터스(NANO LETTERS)`에 게재됨 - 네이처 머티리얼스 뉴스앤뷰 초청 기고 (2014년) - 총 143편의 SCI 논문 발표 (2015년 기준) - 총 124편의 국제 논문 발표 (2014년 기준), 포함: 네이처 1편, 사이언스 1편, 네이처 머티리얼스 1편, 네이쳐 커뮤니케이션즈 1편, 어드밴스드 머티리얼스 18편, 나노레터스 9편 등 |
| 학력 사항 | KAIST 화학공학 박사 (2000) KAIST 화학공학 석사 KAIST 화학공학 학사 |
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