화학공학부 다기능유연전자소자 연구실(Multifunctional Soft Electronics Lab)에서는 최근 폭발적인 주목을 받고 있는 유연전자소자 (flexible electronics), 생체모방 (Biomimetics) 및 생체삽입소자 (Bio-integrated electronics)을 연구하고 있다. 특히, 2013년 뇌삽입전자소자 (Science), 2014년 거미진동인식기관 모사 전자소자 (Nature)에 연달아 발표함으로서 관련 연구를 전세계에서 리딩하고 있다. 

본연구실의 연구주제는 다음과 같다.

1. 나노구조물의 구현

반도체에서 리소그라피 (lithography)는 가장 핵심적인 기술이며 작은 패턴을 형성하는 것은 저비용, 높은 소자의 특성을 도출하는데 필수적이다. 본연구실은 광을 이용하는 전통적인 방법이 아닌 고분자몰드를 이용하여 다양한 자연적 힘 (예를들어 모세관력, 접착력, 표면장력등)을 이용하여 저비용으로 미세패턴을 형성하는 것을 연구하고 있다. ACS Applied Materials and Interface (7, 8070, 2016)년에 논문 커버로 발표하는 등의 매년 다수의 특허와 논문을 발표하고 있음. 특히 나노구조물의 구현을 통한 다양한 광학소자로의 연구도 진행중이다. 

2. 생체모방연구 

다양한 자연의 구조물을 본 연구실에서 보유하고 있는 나노구조물 구현방식으로 모방하고 관련 특성을 공학적으로 재현하는 것에 목적을 둠. 특히, 게코도마뱀 발바닥의 기울어진 섬모구조를 구현하여 접착력이 수백배이상 증대되는 것을 확인 (Advanced Materials 21, 6575 (2009)) 하였다. 또한, 거미가 가지고 있는 진동인식기관을 모사한 나노균열센서를 개발 (Nature 516, 222 (2014))하여 웨어러블 전자소자로의 응용이 가능하다는 것을 보였으며 특히 목소리의 떨림을 이용하여 음성인식시스템으로 적용하여 보안, human-computer interface등으로 사용하는 연구를 진행 중에 있다. 

3. 유연전자소자

유기물소재를 이용한 휘는 반도체는 고분자필름에서의 공정이 용이하다는 장점으로 각광받아 왔다. 하지만, 소재자체가 산화가 쉽다는 단점이 있어 현시대에서 요구하는 높은 특성을 구현하기에는 제한사항이 있다. 본연구실은 비전통적 패터닝공정중에 하나인 transfer printing방법에 의한 무기박막소자의 고분자필름 위에 구현할 수 있어 무기물 반도체가 가지는 높은 특성과 유연고분자필름이 가질 수 있는 유연성 모두 가지는 고특성무기물 유연소자를 개발해 오고 있다.

4. 생체삽입전자소자

인간의 피부에 부착하거나 뇌, 장기에 삽입 가능한 바이오소자관련 연구를 진행하고 있다. 신경을 전자소자로 자극 및 측정하여 호르몬의 분비조절하고 뇌과학에 필요한 툴을 개발하여 Science 340, 211-216 (2013)에 발표한바 있다. 이는 최근 공학과 뇌공학과의 융합연구의 중요한 시발점이 되고 있다. 특히 최근에는 일정시간 작동후 체내에서 녹아서 사라지는 소자관련 연구도 진행중이다.

이와 같이 본연구실에서는 지금 현재시점에서 필요한 연구가 아닌 5년에서 10년후에 사용될 수 있는 전자소자를 개발하고 있다. 현재는 9명의 석박통합과정 대학원생과 4명의 석사과정학생이 참여해서 연구를 진행하고 있으며, 5명의 졸업생은 본 실험실 박사과정, LG화학, SK hynix등으로 진출하고 있다.