Hyung Jun Cha
Pohang University of Science and Technology
研究室紹介
Professor Hyung Jun Cha's research lab specializes in bioinspired materials synthesis, sustainable energy conversion, and biocatalytic systems for environmental and energy applications. The lab focuses on developing advanced nanomaterials—such as metal oxide and silica-based catalysts—for efficient chemical transformations, including imine synthesis and hydrogen production. A key research direction involves engineering whole-cell biocatalysts using protein display systems to enhance enzyme accessibility and activity, particularly for detoxifying hazardous organophosphates. The lab also explores marine biomass, especially microalgae, as a sustainable feedstock for next-generation biofuels.
Research Overview
Research Output Trend
Figures are computed from collected data and may differ slightly.
Selected Papers
15Antibody immobilization onto solid surface has been studied extensively for a number of applications including immunoassays, biosensors, and affinity chromatography. For most applications, a critical consideration regarding immobilization of antibody is orientation of its antigen-binding site with respect to the surface. We compared two oriented antibody immobilization strategies which utilize thiolated-protein A/G and thiolated-secondary antibody as linker molecules with the case of direct surf
Interconnected ruthenium dioxide nanoparticles (RuO2NPs) anchored graphite oxide nanocatalyst(RuO2/GO) with good BET surface-area (285 m2/g) was prepared. Under feasible reaction conditions, theRuO2/GO worked well for oxidative synthesis of imines. The RuO2/GO catalyzed a broad range of aminesincluding less reactive aliphatic amines in good yields (98–58%) with excellent selectivity (100%). This isthe most efficient RuO2-based nanocatalyst for the synthesis of imines among those reported to date
화석연료 기반의 산업이 현재 큰 위기를 맞고 있다. 이는화석연료는 결국 고갈된다는 사실과 이에 따른 공급 불안정 그리고 대기 중 이산화탄소 농도 증가 등의 문제에 기인한다. 그러므로 탄소 중립적 (carbon neutral)이고, 재생가능한 대체에너지가 필요하며 이는 환경적, 경제적으로 지속 가능한 대안이어야 한다. 신 재생에너지 중 바이오디젤(biodiesel)은 운송 연료로서 커다란 주목을 받고 있다. 그러나 일반적으로 유지 식물로부터 생산이 되는 바이오디젤로는 현재 운송 연료의 극히 일부만을 대체하고 있으며,세계적인 운송 연료의 수요를 충족시키기 위해서 다양한 장점을 가지고 있는 해양바이오매스 (marine biomass)인 미세조류 (microalgae)를 바이오디젤의 원료로서 사용하는 것이 최근에 대안으로 많은 사람들이 관심을 가지고 있다. 하지만, 이를 실용화하기 위해서는 생산성을 높이기 위한 노력이 더욱 필요하며, 아직 더 많은 집중된 연구가 요구된다.
Recombinant Escherichia coli systems expressing organophosphorous hydrolase (OPH) have been used for detoxifying toxic organophosphate compounds. However, a whole cell biocatalyst system has an intrinsic problem due to substrate diffusion limitation by its cell membrane. As a strategy for reducing this diffusion barrier limitation to enhance whole cell biocatalytic activity, we engineered E. coli cells to target OPH on cell surface using ice nucleation protein (InaK) as a surface targeting motif
Bioinspired synthesis of silica has attracted attention from a wide range of researchers as novel route for fabrication of various nanomaterials. Proteins including silaffins and silicateins as well as polyamines from marine diatoms and sponges are key biomolecules in these biomimetic silicification processes. These methods allow silica mineralization from various silica precursors under mild, biologically compatible conditions in an unprecedentedly fast and facile manner. Notably, the silica po
Despite increasing interest in hydrogen (H2) as an alternative energy carrier, the current production of H2still depends on fossil fuels. Biotechnological hydrogen production can provide a more sustainable way to generate H2. Hydrogenases are key enzymes involved in hydrogen metabolism of microorganisms with roles of H2 oxidation or evolution. They have potential applications in H2 production in vivo, in vitro and fuel cell. Important achievements have been made over the past decade in our under
Production of green fluorescent protein (GFP) as a model foreign protein using different culture scales under co-expression of Vitreoscilla hemoglobin (VHb) in the industrial Escherichia coli strain W3110 (a K12 derivative), was examined. It was found that the VHb co-expressing W3110, exhibited an exceptional and sustained production ability during cell cultures using different scales, while the VHb non-expressing strain showed variable production levels. This high and sustained production abili
화석연료가 고갈되어 감에 따라 사람들은 이를 대처할 수 있는 대체에너지를 찾기 시작했다. 이 대체에너지는 환경 친화적이며 재생 가능해야 된다는 단서가 붙는데 그 중 가장 많은 주목을 받은 것이 수소이다. 현재 수소는 다양한 방법으로 생산되고 있는데 생물학적으로 수소를 생산하는 방법이 가장 환경 친화적인 방법으로 인식되고 있다. 그러나 아직 생물학적으로 수소를 생산하는 방법은 아직 상업화하기엔 경쟁력이 많이 부족하기 때문에 많은 연구자들이 바이오 수소 생산 방법과 그 생산성 및 생산수율을 높이기 위하여 노력하고 있다. 본 고에서는 생물학적 수소생산의 다양한 개발 접근방법들의 진행 추이를 정리하였다.
Silks have been used widely for human beings due to their several extraordinary properties. Until now,the studies on silk proteins have mainly focused on spiders and silkworms. Because silk properties are organism-dependent,novel silk protein types can be found and developed through investigation of new silk-bearing organisms. We noticed that marine mussel has silk-like domains containing many repeats with abundance of glycine and alanine. In the present work, we redesigned mussel-derived silk-l
DNA microarray biosensors are essential tools for analyzing transcriptome expression levels and single nucleotide polymorphisms in disease pathology and diagnostics. Since rapid and quantitative detection is necessary for these applications, optimization of the experimental conditions is essential. Here, experimental conditions for DNA microarray biosensors were optimized using an artificial target strategy without reaction or purification bias. Most importantly, hybridization time was reduced t
본 연구에서는 부영양화 문제를 해결하기 위하여 강원 지역에서 발생되는 느릅나무 수피를 사용하여 질산성질소 제거능 향상에 대하여 고찰하였다. 회분식 실험에 의하여 수용액의 초기 pH가 3.5로 조절되었을 때, 10, 20 mg/L 질산성질소의 제거효율은 각각 43, 37%까지 증가하였다. 또한, 1.0 g/100 mL 느릅나무 수피를 8 h 사용하였을 때, 20 mg/L 질산성질소 제거효율은 68%를 나타내었다. 그리고 함산소불화 조건에서 느릅나무 수피의 개질 반응이 수행되었을때, 질산성질소 흡착능 향상을 위한 최적의 불소와 산소 분압비가 1 : 9임을 도출하였다. 최적의 함산소불화 조건에서개질된 느릅나무 수피를 사용하여 8 h 운전이 이루어졌을 때, 10, 20, 40 mg/L 질산성질소 제거효율은 각각 96, 95, 59%를 나타내었다. 따라서, 이러한 결과들은 수체에 함유된 고농도 질산성질소를 효과적으로 처리하는 수처리 기술로 사용될 수 있을 것이다.
본 연구는 사과나 귤의 껍질류 과일 폐기물과 하수슬러지가 혼합된 유기성 폐기물을 이용한 회분식 혐기 분해공정에서 메탄 생산이 고찰되었다. 사과껍질 또는 귤껍질이 하수슬러지와 혼합된 기질로 사용되어졌을 때, 3:7의 혼합비로 운전한 것이 가장 높은 메탄 생산을 나타내었다. 그러나, 이 비율 이상에서는 사과와 귤 껍질이 함유된 유기산으로 인하여 혼합물의 pH가 8.0에서 4.5∼4.7으로 감소하였으며, 결과적으로 메탄 생산이 낮아졌다. 이러한 실험 결과들은 사과, 귤 껍질과 하수슬러지의 혼합된 회분식 혐기 소화 공정에서 바이오에너지로서 메탄가스의 생산 시스템에 효과적으로 활용될 수 있을 것이다.
sion systems. Previously, we demonstrated that green fluorescent protein (GFP) as a fusion partner is successfully tooledfor facile, in vivo, and non-invasive quantification of target enzyme levels based on a linear relationship betwen GFPfluorescence and enzyme (chloramphenicol acetyltransferase; CAT) activity. Here, we investigated the effects of cultureenvironmental variations (initial glucose amount, surface aeration, and inducer concentration) on correlation betweenGFP fluorescence and CAT
To date, it is unknown whether the combination of Dy ions and superparamagnetic iron oxide (SPIO;Fe3O4) NPs can offer improved performance in UHF-MRI. In this work, we provide a paradigm ofhierarchical surface-structured (His) DyxFe3-xO4 NPs as T2 MRI nanoprobes at UHF (9.4 T). We found thatHis-DyxFe3-xO4 NPs (x = 0.2) possess a higher transverse relaxivity than unmodified His-SPIO NPs and asignificantly enhanced r2/r1 ratio (up to~10.4 times higher) than those of reported Dy-based T2 MRI probes