김상욱

[연구자 요약] 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.

직책

그룹리더

재직 상태

퇴직

소속기관

기초과학연구원 (나노물질 및 화학반응 연구단)

연구실

Soft Nanomaterials Laboratory (연구실 홈페이지)

연구 분야

그래핀 수화젤 및 나노복합재료 혁신 기술: 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., 빛 유도 분자 자기조립 기반 정밀 패턴 기술: 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.

학력 사항

KAIST 화학공학 박사 (2000) KAIST 화학공학 석사 KAIST 화학공학 학사

이메일

sangouk@kaist.ac.kr

사무실 번호

0423503339

연구자 링크

https://snml.kaist.ac.kr/softnano/member0.php

중요 키워드

기술사업화, 소재과학, 그래핀, 분자자기조립, 패턴제조, 신소재공학, 나노기술, 인공근육, KAIST, 나노물질, 플렉시블소재, 공동연구, 수화젤, 나노복합재료, 유연전자소자, 그래핀 수화젤 및 나노복합재료 혁신 기술, 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., 빛 유도 분자 자기조립 기반 정밀 패턴 기술, 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.