東京大学、京都大学、大阪大学など日本QSトップ10大学の研究室情報です。
히사코 카야마 교수의 연구실은 장내 면역 역학과 장막의 면역 균형 유지 메커니즘을 중심으로 연구를 진행하고 있습니다. 특히 장내 미생물군과 숙주 면역 세포 간의 상호작용, 특히 CX3CR1high 매크로파지와 같은 혈관내피세포 유사 면역세포의 기능을 통해 장염성 질환의 발생을 억제하는 분자 기전을 규명하고자 합니다. 또한 헴(heme)과 같은 대사 물질이 장내 면역세포의 활성화에 미치는 영향을 통해 조직 복구 및 염증 조절 메커니즘을 탐구하고 있습니다.
Yasushi Okuno 교수의 연구실은 주로 생물정보학과 약물개발을 융합한 데이터 기반 신약 탐색 기법을 연구합니다. 특히 반응 예측, 단백질-리간드 상호작용 예측, GPCR와 리간드 간의 상관관계 분석을 중심으로 기계학습 및 딥러닝 기반의 정밀한 예측 모델을 개발하고 있습니다. 연구는 화학자들이 실질적으로 활용할 수 있도록 예측의 정확성과 해석 가능성(해석가능성)을 동시에 향상시키는 데 초점을 맞추고 있습니다. 특히 약물 부작용 탐지 및 가상 스크리닝 기법의 고도화를 통해 신약 개발의 효율성을 높이는 데 기여하고 있습니다.
마사토모 ヤシマ 교수의 연구실은 고체 물질의 구조-성질 상관관계를 중심으로, 특히 산화물 페로브스카이트, 지르코니아계 산화물, 나노입자 등에서의 상전이, 이온 도핑 효과, 이온 이동 메커니즘을 고해상도 회절 및 스펙트로스코피 기법을 통해 규명하고 있습니다. 주로 중성자 회절, X선 회절, 라만 분광법을 활용해 나노스케일에서의 결정 구조 변화와 이온 이동 경로를 정밀하게 분석하며, 전도성 산화물 및 이온 도핑된 산화물의 기능성 메커니즘을 밝혀내는 데 초점을 맞추고 있습니다. 특히, 고온에서의 이온 이동 경로와 구조적 비대칭성의 기여를 연구함으로써 고성능 전기화학 소자 및 이온 전도체 개발에 기여하고 있습니다.
Takashi Uemura 교수의 연구실은 다공성 coordination 폴리머(PCPs)를 중심으로 한 나노구조 소재의 설계 및 응용을 연구하고 있습니다. 특히 PCPs의 나노포어 내에서의 고분자 및 나노입자의 행동을 제어함으로써, 고분자 반응성, 열전이, 촉매 작용 등 새로운 물리화학적 성질을 탐구하고 있습니다. 이는 나노스케일 장치, 에너지 저장, 정밀합성 등 미래형 응용 기술에 기여할 잠재력을 지닙니다.
Akinori Saeki 교수의 연구실은 유기 반도체 소재 및 장치의 핵심 물성과 기계적 특성에 기반한 고성능 유기 전자소자 개발에 중점을 두고 있습니다. 특히 유기 태양전지, 페로브스카이트 태양전지, 유기 반도체 다이오드 등에서의 전하 수송 메커니즘, 전도도 동역학, 그리고 물질 설계의 데이터 기반 최적화를 연구하고 있습니다. 고속 시간해상 분석 기법인 TRMC와 동시 측정 시스템을 활용해 광흡수와 전하 생성의 동역학을 정밀하게 분석하는 데도 기여하고 있습니다. 연구는 환경 친화적인 무도핑, 무첨가제 기반 소재 개발을 통해 실용화 가능성을 높이는 데에도 기여하고 있습니다.
Michele Back 교수의 연구실은 레이저 및 광학 기반 비접촉 온도 측정 기술, 특히 크롬 이온( Cr³⁺) 도핑을 통한 라티오메트릭 광학 온도계 개발에 집중하고 있습니다. 다양한 산화물 기반 페로브스카이트 및 복합 산화체에서 크리스탈 필드 효과가 빛의 발광 특성과 열민감도에 미치는 영향을 이론적·실험적 접근으로 체계적으로 분석합니다. 특히 생체 응용 가능성이 있는 첫 번째 생물학적 창문 영역에서의 발광과 고감도 온도 민감도를 동시에 확보한 신소재 개발이 핵심 연구 과제입니다.
와모리 교수의 연구실은 식물의 광합성 메커니즘, 특히 피토스템 I를 중심으로 한 순환적 전자 전달 경로와 Rubisco 활성화효소의 기능을 중심으로 연구를 진행하고 있습니다. 다양한 온도 조건과 빛의 변화에 대응하는 광합성 조절 메커니즘을 분석함으로써 식물의 환경 적응 능력과 성장 조절 원리를 밝히는 데 초점을 맞추고 있습니다. 특히, PGR5/PGRL1 및 NDH 경로와 같은 전자 전달 경로의 기능과 Rubisco 활성 상태가 광합성 효율에 미치는 영향을 분자 수준에서 규명하고 있습니다.
Junichiro Shiomi 교수의 연구실은 나노스케일 열전도 메커니즘과 열기반 신소재 설계에 중점을 두고 있습니다. 탄소나노튜브와 같은 나노물질에서의 비포아르 열전도, 열메타물질을 통한 열 흐름의 제어, 그리고 첨단 열소재의 설계를 위한 데이터 기반 최적화 기법을 응용합니다. 특히 분자역학 시뮬레이션과 밀도함수이론 기반 계산을 결합해 열전도성과 열적 상호작용을 정밀하게 분석합니다. 이는 고효율 열전기 소자 및 에너지 효율 장치 개발에 기여합니다.
이 연구실은 도시 생태계와 해안 생태계의 지속 가능성에 초점을 맞추며, 특히 도시 녹지 접근성, 도시 생물다양성, 블루카본 생태계(마른초, 갈초, 망고로브 등)의 변화 및 관리 정책의 효과성에 대해 다룹니다. 주로 사회경제적 요인, 정책의 현장 적용, 지역 주민의 시각을 통합한 정량적·정성적 연구를 통해 생태계 서비스와 사회적 형평성의 연계성을 탐구합니다. 특히 동남아시아 지역, 특히 필리핀과 인도네시아의 해안 지역을 중심으로 현장 조사와 정책 분석을 융합한 연구를 진행하고 있습니다.
Yujie Cui 교수의 연구실은 주로 마그네슘 기반 첨단 합금의 나노구조 제어 및 열간 압연·압출 가공 중 미세구조 변화를 중심으로 연구를 진행하고 있습니다. 특히 동결변형, 동적 재결정화, 타원형 변형 등에 의한 미세구조 형성 거동과 고체상에서의 비대칭 타원형-해리 행동(Twinning-Detwinning) 거동을 전자산란결정학(EBSD) 기법을 활용해 정량적으로 분석하고 있습니다. 이와 더불어 인간형 로봇의 운동학적 제어를 위한 기하학적 모델링 및 제어 방정식 수립도 함께 연구하고 있습니다.
히로유키 후루타 교수의 연구실은 주로 N-혼란 포르피린(N-confused porphyrin)을 핵심으로 하는 고리 구조가 뒤집히거나 확장된 포르피린형 화합물의 합성과 성질 연구를 수행합니다. 특히, 이들의 금속 복합체 형성 능력과 동적 구조 변화(역행)를 통해 새로운 종류의 포르피린오이드 화합물을 창출하며, 이는 광학, 촉매, 전자재료 등 응용 가능성을 지닙니다. 연구는 고해상도 NMR 및 단일 결정 X선 회절 분석을 통해 정밀한 구조 규명을 기반으로 진행됩니다.
Katsunori Tanaka 교수의 연구실은 생물학적 시스템 내에서 금속 복합체를 활용한 정밀한 생체 분자 라벨링 및 이미징 기술을 핵심으로 합니다. 특히, 금속 촉매를 이용한 고유한 반응성과 생체 내 타겟팅 전략을 통해 단백질, 당단백질, 항체 등의 생체 분자에 대한 국소적 라벨링과 PET 영상 분석을 실현하고 있습니다. 또한, 나노플루이딕 조건에서의 효율적 탈수 반응 및 당사슬의 체내 이동 메커니즘을 규명하는 데에도 기여하고 있습니다. 이는 암 진단 및 치료에 응용 가능한 고감도 영상 기반 생물의학 기술의 발전을 이끌고 있습니다.
나오토 토도로키 교수의 연구실은 주로 수소 에너지 기반의 탄소 중립 기술 개발을 핵심으로 하며, 알칼리성 수소분해(Alkaline Water Electrolysis, AWE)를 통한 그린 수소 생산과 그 관련 촉매 및 전극 재료의 개발에 집중하고 있습니다. 특히, 유연한 전력 공급 환경에서의 안정성 향상을 위한 촉매층의 기계적 내구성 향상, 나노구조적 촉매의 전자적 특성 최적화, 그리고 CO₂ 전환 반응을 위한 고성능 금속 촉매 설계 등 다각도의 전기화학적 기반 연구를 수행하고 있습니다. 연구는 실용적 응용을 고려한 재료 설계와 기계적·전기화학적 안정성 분석을 병행하여, 지속 가능한 에너지 시스템 실현에 기여하고자 합니다.
이 교수의 연구실은 유기 광물성 발광 재료와 고도로 제어된 유기 합성 반응을 중심으로 연구를 전개하고 있습니다. 특히, 고체 상태에서 높은 발광 효율을 보이는 유기 분자 설계와, 편광성 반응을 이용한 입체화학적 정밀 합성에 중점을 두고 있으며, 이는 유기 발광 다이오드 및 생의학 영상 진단 소재 개발에 기여하고 있습니다. 또한, 반응 메커니즘을 이해하기 위한 분자 상호작용(예: 할로겐 결합) 분석과 촉매 설계도 중요한 연구 분야입니다.
히로시 이시키타 교수의 연구실은 단백질 내 수소결합 네트워크와 전자 이동 메커니즘을 원자 해상도의 구조 정보와 전자기학적 계산을 융합하여 연구합니다. 특히 광합성 시스템인 반도체형 반응센터(PSI, PSII)와 반응 중심에서의 전자 전달, 수소 이온(pKa) 및 산화환원 전위(E(m))의 조절 메커니즘을 정량적으로 분석합니다. 고해상도 결정 구조를 기반으로 한 선형 포isson-boltzmann 방정식을 활용한 전기적 환경 분석이 핵심 기법입니다.
Koji Tsuda 교수의 연구실은 인공지능과 기계학습을 기반으로 한 분자 설계 및 생물학적 분자 설계에 초점을 맞추고 있습니다. 특히 딥러닝 기반 분자 생성 모델(예: RNN, GAN, VAE)을 활용해 광학적·물리화학적 성질을 갖춘 신소재를 자동으로 설계하는 데 전문성을 보유하고 있으며, DFT 계산, 합성, 실험 측정과의 융합을 통해 실재 가능한 신약 및 광기능 소재 개발을 목표로 합니다. 또한 대량의 화학적 공간 탐색을 위한 최적화 기법과 대칭 양의 정수행 행렬, 임의의 은닉 변수를 고려한 커널 설계 등 수학적 기반의 알고리즘 개발도 함께 진행하고 있습니다.
Yukihide Tomari 교수의 연구실은 RNA 간섭 및 미세소RNA의 생합성과 기능 메커니즘을 중심으로 연구를 진행하고 있습니다. 특히, siRNA와 miRNA의 생리적 기능, RISC 복합체 형성 과정에서의 비대칭적 로딩 메커니즘, Dicer 의존성 및 비의존성 경로의 차이를 규명하고 있습니다. 또한 열에 안정적인 단백질(HERO 단백질)의 기능과 세포 내 단백질 안정성 유지 메커니즘에 대해서도 연구를 확장하고 있습니다.
오우치 마코토 교수의 연구실은 전이금속 촉매를 활용한 생체 반응성 고분자 합성 기반의 정밀 고분자 공학을 핵심으로 합니다. 특히 생체 적합성 기능을 가진 고분자 구조를 정밀하게 설계하고, 고분자 아키텍처의 제어 및 기능성 고분자-생물소재 복합체의 개발에 주력하고 있습니다. 최근에는 고분자 내부의 기능기 조절을 위한 화학적 분해 가능 고분자 설계와, 반복 단위의 정렬 제어를 통한 고도의 구조 제어 기술을 개발하고 있습니다.
최호 교수의 연구실은 나노구조 이중수화물(LDH), 특히 마그네슘/알루미늄 기반 이중수화물을 핵심 소재로 활용하여 생체분자와의 하이브리드를 통해 약물 및 유전자 전달 시스템을 개발하고 있습니다. 생분해성 및 비세포독성 특성을 가진 이물질 기반 나노소재를 활용해 치료제의 정밀한 배달과 환경에 친화적인 녹색 소재를 동시에 실현하고자 합니다. 또한, ZnO 나노나선 등의 광학적·전기적 기능성을 가진 나노소재의 합성 및 응용 연구도 병행하고 있습니다.
Michito Yoshizawa 교수의 연구실은 주로 자가조립을 통한 다공성 및 고유한 구조를 가진 분자 홀더(분자 플라스크)를 설계하고, 이를 통해 분자 간의 반응성과 물리화학적 성질을 정밀하게 조절하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 특히, 고리형 또는 나노크기의 메타세미나리움 기반 코ordinative 캐비티를 이용해 빛에 의한 반응, 선택적 촉매 작용, 그리고 불안정한 중간체의 안정화를 실현합니다. 이는 자연 효소의 기능을 모방하는 초분자 촉매 설계의 핵심으로, 분자의 공간적 제약이 반응 경로에 미치는 영향을 깊이 연구하고 있습니다.
