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기능성재료및지능시스템연구실

실험실 소개

기능성 재료 및 지능 시스템 연구실에서는 스마트 재료, 지능형 시스템, 나노 기술 분야의 기초 학문과 이를 다양한 응용 분야에 적용하려는 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 유연한 움직임을 보이는 소프트 액추에이터를 개발하여 이를 로봇으로 적용함으로써 기존 메카트로닉스 로봇들이 수행하지 못하는 어려운 작업들을 수행할 수 있도록 설계/개발을 하고 있습니다.

  • 스마트 재료: 전기, 자기, 열, 빛, pH 등에 반응하는 자극 감응형 고분자를 합성하고 이를 스마트 센서/액추에이터, 에너지 변환 소자에 적용함으로써 스마트 재료의 실용화를 위한 연구를 수행하고 있습니다.
  • 지능형 시스템: 스마트 재료 기반 소프트 센서/액추에이터를 이용하여 자연에서 영감을 얻은(bio-inspired) 새로운 형태의 지능형 시스템을 제작하고 성능을 평가하는 연구를 수행하고 있습니다.
  • 나노 기술: 탄소 소재와 금속 소재를 포함하는 2D 소재를 합성하고 개질함으로써 다기능화 시키고 이를 적용해보는 연구를 수행하고 있으며, 2D 뿐만 아니라 3D 형태를 갖는 신소재를 새롭게 합성함으로써 에너지 저장 소자, 전자파 차폐 등의 실적용을 위한 응용 연구를 수행하고 있습니다.

교수님 소개

김재환
  • 프로필
  • 학력 및 경력
    • 2008-2012: KAIST 공학사
    • 2012-2014: KAIST 공학석사
    • 2014-2019: KAIST 공학박사
    • 2019-2020: 삼성전자, CL3 Staff Engineer
    • 2020-현재: 국립금오공과대학교 기계시스템공학부 조교수

    • 주요 논문

    • “Ti3C2Tx MXene for wearable energy devices: Supercapacitors and triboelectric nanogenerators”, APL Materials, 2021, Vol. 8, No. 11, 110701.
    • “Basic Design of a Biomimetic Underwater Soft Robot with Switchable Swimming Modes and Programmable Artificial Muscles”, Smart Materials and Structures, 2020, Vol. 29, No. 3, 035038.
    • “Graphene Mesh for Self‐Sensing Ionic Soft Actuator Inspired from Mechanoreceptors in Human Body”, Advanced Science, 2019, Vol. 6, Issue 23, 1901711.
    • “Crumpled Quaternary Nanoarchitecture of Sulfur-doped Nickel Cobalt Selenide Directly Grown on Carbon Cloth for Making Stronger Ionic Soft Actuators”, ACS Applied Materials & Interfaces, 2019, Vol. 11, Issue 43, 40451-40460.
    • “Mutually Exclusive P-type and N-type Hybrid Electrode of MoS2 and Graphene for Artificial Soft Touch Fingers”, Advanced Functional Materials, 2019, Vol. 29, Issue 48, 1905454.
    • “MXene Artificial Muscles based on Ionically Cross-Linked Ti3C2Tx Electrode for Kinetic Soft Robotics”, Science Robotics, 2019, Vol. 4, Issue 33, eaaw7797.
    • “Collectively Exhaustive Electrodes Based on Covalent Organic Framework and Antagonistic Co‐Doping for Electroactive Ionic Artificial Muscles”, Advanced Functional Materials, 2019, Vol. 29, Issue 17, 1900161.
    • “Electroactive Artificial Muscles Based on Functionally Antagonistic Core-Shell Polymer Electrolyte Derived from PS-b-PSS Block Copolymer”, Advanced Science, Vol. 6, Issue 5, 2019, 1801196.
    • “Highly Bendable Ionic Soft Actuator Based on Nitrogen-Enriched Three-Dimensional Hetero-Nanostructure Electrode”, Advanced Functional Materials, Vol. 28, Issue 34, 2018, 1802464.
    • “Functionally Antagonistic Hybrid Electrode with Hollow Tubular Graphene Mesh and Nitrogen-doped Crumpled Graphene for High Performance Ionic Soft Actuator”, Advanced Functional Materials, Vol. 28, Issue 5, 2018, 1705714.
    • “Electroionic Antagonistic Muscles Based on Nitrogen-Doped Carbons Derived from Poly(Triazine-Triptycene)”, Advanced Science, Vol. 4, Issue 12, 2017, 1700410. +: equally contributed.
    • “Soft but Powerful Artificial Muscles Based on 3D Graphene-CNT-Ni Heteronanostructures”, Small, Vol. 13, Issue 31, 2017, 1701314.
    • “Recent Progress in Multifunctional Graphene Aerogels”, Frontiers in Materials, Vol. 3, 2016, Article 29.
    • "Sulfur and Nitrogen Co-Doped Graphene Electrodes for High-Performance Ionic Artificial Muscles," Advanced Materials, Vol. 28, Issue 8, 2016, pp.1610-1615. +: equally contributed.
    • "Silk Nanofiber-Networked Bio-Triboelectric Generator: Silk Bio-TEG", Advanced Energy Materials, Vol. 6, Issue 8, 2016, 1502329.
    • "Durable and Water-Floatable Ionic Polymer Actuator with Hydrophobic and Asymmetrically Laser-Scribed Reduced Graphene Oxide Paper Electrodes", ACS NANO, Vol. 8, No. 3, 2014, pp. 2986-2997.