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UNIST 화학과만의 장점은 무엇이라 생각하시나요? 첫번째, 세계 최고 수준의 교수진. UNIST 화학과의 가장 큰 강점은 무엇보다도 훌륭한 교수진분들입니다. 풍부한 경험과 연륜을 가지신 교수님들부터, 톡톡튀는 인사이트와
2022-04-14
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UNIST 화학과만의 장점은 무엇이라 생각하시나요? 첫번째, 세계 최고 수준의 교수진. UNIST 화학과의 가장 큰 강점은 무엇보다도 훌륭한 교수진분들입니다. 풍부한 경험과 연륜을 가지신 교수님들부터, 톡톡튀는 인사이트와
UNIST 화학과만의 장점은 무엇이라 생각하시나요? UNIST 화학과를 대표하시는 29분의 교수님이 가장 큰 장점이라 생각합니다. 다른 어느 대학보다 다양한 화학 분야에서 활동하시는 교수님들이 계시기에, 여러분들이 듣고
Christian Schröter, Jong Chan Lee, and Thomas Schultz
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 115, 5072-5076 (2018)
Michael W. Beck, Jeffrey S. Derrick, Richard, A. Kerr, Shin Bi Oh, Woo Jong Cho, Shin Jung C. Lee, Yonghwan Ji, Jiyeon Han, Zahra Aliakbar Tehrani, Nayoung Suh, Sujeong Kim, Scott D. Larsen, Kwang S. Kim, Joo-Yong Lee, Brandon T. Ruotolo, Mi Hee Lim
Nat. Commun. 7, 13115 (2016).
우리 실험실은 매우 조직적인 팀, 재료, 그리고 유기, 무기, 고분자를 포함한 여러 형태의 물질들을 디자인하고 합성하는데 적합한 최신시설을 갖추고 있으며 이를 통해 에너지저장 및 활용, 촉매 작용 및 고성능 합성물질의 실현을 연구 목표로 삼고 있습니다. 동시에, 우리 실험실은 구성원들의 교육과 훈련을 적극적으로 증진시키며, 발명과 혁신의 영향을 극대화 시키기 위한 지식 전달을 용이하게 하고, 합성물질화학 분야에서 유니스트의 위상을 높이려 합니다.
물질 및 계면에서 전자 전도를 이해하는 것은 에너지 변환, 전자공학 및 스핀트로닉스와 같은 장치 응용 분야에서 매우 중요합니다. 그러나 관련 물리적 및 화학적 현상은 다소 고전적인 이론에 의존하는 우리의 직관으로는 거의 예측할 수 없습니다. 따라서 실험 못지않게 현대 양자이론과 시뮬레이션은 통찰력을 얻고 혁신적인 재료를 설계하기 위해 매우 중요합니다. 우리의 연구 관심분야 중 하나는 최첨단 시뮬레이션 도구를 사용하여 재료의 다양한 특성을 예측하는 것입니다. 효율적인 예측을 위해 기계 학습 지원 스크리닝을 사용하여 밀도범함수이론 패키지로 high-throughput 계산을 수행합니다. 그럼에도 불구하고 다양한 복합계의 상관효과 현상을 예측하는데 한계가 있습니다. 기존 코드의 한계를 극복하기 위해 동적평균장 이론과 비평형 그린함수 방법을 사용하는 차세대 소프트웨어 도구도 개발합니다.
우리는 탄소 및 관련 재료들을 합성하고, 그 물질의 화학적, 물리적 특성들에 대하여 탐구하고 있습니다. 특히, 동역학 및 열역학적 접근 방법을 토대로 합성의 반응 경로에 대한 이해를 목표로 하고 있습니다. 최근 컴퓨터 계산을 이용하여 새로운 화학에 대한 유망한 방향을 탐색하고 탐구하는 것에 대해 관심이 깊어지고 있습니다. 일반적으로는 재료화학, 유기화학, 무기화학, 전기화학과 물리화학 모든 방면으로 연구를 진행하고 있습니다. 특별히 자체 제작한 장비를 사용하여 우리가 고안한 실험적 합성 방법을 구현합니다. 우리의 장비를 이용하여 만들어진 합성체의 예로, 일정한 패턴을 가지고 있는 다공성 탄소, 이차원 공유결합성 유기 골격 구조체 및 금속-유기 골격 구조체, 그래핀 및 육방질화붕소와 다양한 작용기를 사용하여 기능화 시킨 그래핀과 육방질화붕소, 초박막 다이아몬드, 특이한 화학 조성을 갖는 고분자들, 다이아몬드형의 구조체 등을 연구합니다. 또한, 우리는 흑연 및 다이아몬드와 같은 기존의 재료에 대한 새로운 합성 접근 방법을 발견하려고 합니다. 특히 이들을 새로운 방식으로 성장시키거나 이전에 보고되지 않은 흑연 및 다이아몬드의 대형 단결정 형성에 집중하고 있습니다.
오현철 교수 연구실에서는 다공성 물질에서의 극저온 물리흡착현상을 연구하고 있습니다. 이를 기반으로 하는 에너지 캐리어 저장(수소, 메탄 등), 온실가스 포집(CO2), 양자 효과가 적용된 동위원소(H2/D2/T2, O16/O18, He3/He4 등) 분리, 극저온 수소 자연 기화(boil-off) 저감 기술 등의 연구를 수행 합니다. 특히 효율적인 수소저장기술은 향후 탄소중립달성을 위한 수소경제의 핵심 기술이 될 수 있으나 해결해야 하는 기술적 난제도 많이 남아 있어 이를 해결하고자 하는 것이 주요 연구 방향입니다. 또한, 다공성 물질을 이용한 동위원소 분리 기술은 기존 고가의 극저온증류법을 대체할만한 신기술로 각광받고는 있으며, 관련 분야를 세계적으로 선도하고 있습니다. 특히 반도체 및 디스플레이 분야에서 중수소의 수요가 급격히 늘고 있고, 원전 해체 및 방사성 오염수의 삼중수소 처리 문제, 핵융합 원료(D2&T2)의 효율적 분리 기술에 대한 요구가 산업 분야별로 증가하고 있는 상황에서 이러한 동위원소 분리 신기술은 향후 많은 관심을 받을 것입니다.
신현석 교수 연구팀의 연구 주제는 그래핀, h-BN, 전이금속 칼코젠화합물 (TMDs: MoS2, WS2, VS2, etc)과 같은 이차원 물질들의 합성 및 응용이다. 연구 수행을 위한 전략은 이차원 물질들을 새로운 방법으로 합성하거나 기능화하고, 혹은 이차원물질들로 구성된 하이브리드 물질 (혹은 헤테로구조체)을 합성하는 것이다. 기능화 혹은 하이브리드화를 통해 이차원 물질들의 화학적, 전기적, 광학적 성질들을 조절할 수 있다. 그러면, 이러한 기능화된 혹은 하이브리드화된 이차원 물질들은 광전자소자의 활성 재료, 에너지 저장 (이차전지) 재료, 에너지 변환 (태양전지 혹은 수소발생) 재료로 사용될 수 있다. 또한, 최근에는 이차원 소재의 counterpart로서 비정질 구조체에 대한 연구도 진행중이다. 특히, 비정질 질화붕소 또는 탄소가 포함된 질화붕소 구조체는 물리화학적 특성을 파악하기 위한 기초 연구로서 뿐만 아니라 반도체 산업에서 절연소재로 다양하게 응용될 수 있는 잠재력이 있다.
