东京大学、京都大学、大阪大学等日本QS前10名大学的研究室信息。
Hajime Nakanotani 교수의 연구실은 유기 발광 다이오드(OLED)의 고효율 및 내구성 향상을 위한 신소재 개발에 초점을 맞추고 있습니다. 주로 열활성화 지연 발광(TADF) 메커니즘을 활용해 백금·이리듐 등 희토류 금속을 사용하지 않는 고성능 유기 발광 소재를 설계하며, 특히 역간섭성 전이(RISC) 속도 향상과 장수명 운영을 동시에 실현하는 분자 설계 원칙을 제시하고 있습니다. 또한, 전자수 donor-acceptor 구조와 스퍼터층을 통한 긴 거리 전자-정공 쌍 결합 메커니즘 등 고도화된 엑시톤 행동 제어 기법을 연구하고 있습니다.
Kohji Fukunaga 교수의 연구실은 시냅스 plasticity와 학습·기억의 분자 기전을 중심으로, 특히 Ca2+/calmodulin-의존성 단백질 키나제 II(CaM kinase II)의 활성화 및 신호 전달 메커니즘을 체계적으로 연구하고 있습니다. 뇌의 해마에서의 장기 강화(long-term potentiation) 현상과 관련해 CaM kinase II의 자가포스포릴레이션, 기질 인산화, 세포 내 이동 등 다양한 분자적 변화를 규명하였으며, NMDA 수용체 및 세포 내 칼슘 신호 전달 경로와의 상호작용도 중점적으로 다룹니다. 이와 더불어 신경세포 내 단백질 분포와 신호전달 분자의 동역학을 분석하기 위한 면역화학적 및 분자생물학적 기법도 함께 응용하고 있습니다.
Chiharu Tokoro 교수의 연구실은 환경 정화 및 자원 회수를 목표로 한 첨단 재료 기반의 수처리 기술과 폐자원에서의 귀금속 및 유용소재 회수 기술을 중심으로 연구를 전개하고 있습니다. 특히 철산화물 기반 복합체를 이용한 As(III/V), Se 등 중금속 이on의 고도 정화 메커니즘과, 태양전지 폐기물에서의 구리, silver 등 유용소의 전기적 분리 및 재활용 기술 개발에 초점을 맞추고 있습니다. 고도의 분석 기법(예: XPS, XAFS, XRD)을 활용한 메커니즘 규명과 함께, 실용적이고 지속 가능한 환경 기술의 개발을 추구합니다.
모토코 요나기 교수의 연구실은 만성 신장질환의 발달 및 진행 메커니즘을 규명하고자, 특히 신세포 재생, 신우세포 기반 병변 회복, 그리고 성장인자(Gas6, BMP-7 등)와 그 조절 인자(예: USAG1)의 역할에 중점을 두고 있다. 주로 신세포 증식, 섬유화, 염증 반응 등 신기능 손상의 핵심 경로를 동물 모델과 분자 생물학적 기법을 통해 연구하며, 이는 만성 신장질환의 새로운 치료 전략 개발에 기여하고자 한다. 특히 Gas6-STAT3 경로와 BMP 신호 전달 조절 메커니즘은 신장질환의 병태생리학적 이해에 핵심적이다.
타카시마 요시노리 교수의 연구실은 주로 광반응성 고분자 소재와 초분자 상호작용을 기반으로 한 스마트 재료를 개발하고 있습니다. 특히, 빛에 의해 형태나 크기가 제어되는 광자극 반응성 수화젤 및 건조 젤을 중심으로, 애즈오벤젠, 스티르비엔, 사이클로덱스트린 등의 분자 구조를 활용한 상호작용 기반의 자가조정형 소재를 연구합니다. 또한, 고분자 내부의 응력 변화를 시각적으로 감지할 수 있는 색소변색 수화젤 등 기능성 재료의 응용도 함께 탐색하고 있습니다.
Konishi 교수의 연구실은 고도로 발달한 발광 물질, 특히 집합유도발광(AIE) 원리에 기반한 신소재 개발에 집중하고 있습니다. 주로 피리딘, 안트라센 유도체를 기반으로 한 고효율·고안정성 루미노포어를 설계하여 의료 영상, 질병 진단, 두광형광현미경 등 생물의학적 응용을 목표로 하고 있습니다. 특히 조직 깊이까지 침투 가능한 두광자극 형광 소재 개발과 함께, 용매 친화성과 큰 Stokes 이동을 동시에 확보한 신규 유형의 형광 염료 개발에도 주력하고 있습니다.
Tian-Nan Ye 교수의 연구실은 나노구조 촉매 및 전도성 나노복합체의 설계를 중심으로, 암모니아 합성, 전기화학 반응, 에너지 변환 및 저장 응용을 위한 고성능 촉매 시스템을 개발하고 있습니다. 특히 질화물 기반 촉매, 단일 원자 촉매, 3D 구조를 가진 탄소 복합체를 활용해 반응 메커니즘을 규명하고, 높은 활성도와 안정성을 동시에 확보하는 원리 기반 설계를 추구합니다. 이들의 연구는 에너지 효율성 향상과 지속 가능한 화학 공정 실현에 기여하고 있습니다.
히토시 소야마 교수의 연구실은 수압 및 유체역학적 현상을 활용한 고성능 표면처리 기술을 핵심으로 하며, 특히 캐비테이션(peening)을 통한 피로 강도 향상과 잔류 응력 유도 기술을 주요 연구 분야로 다룹니다. 기존 샷 펀칭의 단점인 표면 거칠기 증가 문제를 해결하기 위해 캐비테이션 기반의 '샷리스 펀칭'(shotless peening) 기술을 개발하고 있으며, 이는 연성 금속 소재의 피로 수명 향상에 유리합니다. 또한, 고속 수류에서 발생하는 캐비테이션의 동적 압력 측정 및 캘리브레이션 기술 개발을 통해 이 현상의 정량적 제어와 응용 가능성을 확장하고 있습니다.
아카르시 교수의 연구실은 폐타이어 및 생물학적 폐기물에서 유래한 나노소재를 활용한 고성능 복합재료 개발에 중점을 두고 있습니다. 특히 폐타이어에서 추출한 피로리시스 오일, 탄소 블랙, 닭의 깃털, 인간 모발 등의 재활용 섬유를 에폭시 수지와 융합하여 기계적·열적 성능을 향상시키는 연구를 진행하고 있습니다. 원자 스케일의 분석 및 분자 동역학 시뮬레이션을 통해 나노복합재의 인터페이스 특성과 열전도도를 정량적으로 규명하고 있습니다.
Hiroshi Funakubo 교수의 연구실은 페로일렉트릭성 산화알루미늄스칸디움질화합물(ScN)을 중심으로 한 새로운 반도체 페로일렉트릭 소재의 개발과 응용을 주요 연구 분야로 삼고 있습니다. 특히 두께가 극히 얇은 (Al1−xScx)N 페로일렉트릭 필름에서 높은 나선형 극화 및 높은 전도성 안정성을 확보하며, 나노스케일에서의 전기적 특성 제어에 성공했습니다. 이는 메모리 및 센서 소자 등 미래형 나노전자소자에 응용 가능한 핵심 기술로 평가되고 있습니다.
아키라 하라다 교수의 연구실은 주로 사이클로덱스트린 기반의 수초분자 화학을 핵심으로 하며, 수초분자 고분자, 폴리로타엑세인, 수초분자 수화젤 등 다양한 수초분자 구조를 설계하고 응용합니다. 특히 사이클로덱스트린의 분자 인식 능력을 활용해 자가 치유성 수화젤, 분자 기계, 분자 운반체 등 기능성 재료를 개발하고 있습니다. 연구는 환경에 친화적이면서도 정밀한 분자 수준의 상호작용을 기반으로 하여, 생명과학, 재료공학, 약물 전달 분야에 응용 가능성을 지닙니다.
히토시 히쿠루마자카 교수의 연구실은 염색체 구조와 기능의 핵심인 히스톤 변형체와 뉴클레오솜의 구조적 다양성, 특히 이들의 안정성과 역할에 초점을 맞추고 있습니다. 특히 정자 생성 과정에서의 히스톤 H3 변형체 H3T, DNA 복구에 관여하는 Xrcc3-Rad51C 복합체, 그리고 암과 관련된 히스톤 돌연변이(H2B E76K)의 기전을 구조생물학적 접근으로 규명하고 있습니다. 연구는 뉴클레오솜의 동적 특성과 염색질 재편성 메커니즘을 통해 유전자 발현 조절 및 세포 운명 결정의 분자 기전을 밝히는 데 기여하고 있습니다.
오야즈 교수의 연구실은 주로 고밀도 전하 저장을 위한 유기 루비드를 중심으로, 지속성 루비드를 가진 고분자 재료의 설계 및 응용을 연구하고 있습니다. 특히 TEMPO나 히드로피롤론계 루비드를 측쇄로 갖는 폴리에테르 기반 전기화학적 고분자 시스템을 개발하며, 높은 이론적 전기량과 빠른 전하 이동 메커니즘을 실현하고자 합니다. 또한 고분자 전도성 및 리튬 이온 전도도 예측을 위한 AI 기반 데이터 기반 설계 기법도 함께 개발하고 있어, 에너지 저장 소자 및 고성능 전해질 소재의 혁신을 추구합니다.
Hiroki Takezawa 교수의 연구실은 분자 인식과 분자 담금질을 핵심으로 하여, 자가조립된 금속-리간드 코ordinative 캐비티를 활용해 분자 간의 상호작용을 정밀하게 제어하는 연구를 수행합니다. 특히 유기 분자의 구조적 고정, 비공유적 상호작용, 비대칭 반응 촉진, 그리고 특수한 입체화학적 상태의 임시 또는 영구적 고정을 통해 새로운 반응성과 성질을 탐색합니다. 이는 생체 모방 반응 메커니즘과 나노스케일 환경에서의 분자 조작을 실현하는 데 기여합니다.
하이라시 교수가 이끄는 연구실은 주로 나노입자를 활용한 암 치료 및 진단 기술 개발을 핵심으로 삼고 있습니다. 슈퍼파라자이드 나노입자(SPIO)를 기반으로 한 자기공명영상(MRI) 대비제와 자기열치료(MHT)를 융합한 치료제 개발, 특히 난소암 등에 특이적으로 작용하는 표적 나노입자 설계에 중점을 두고 있습니다. 또한, 약물 방출을 자극하는 열 발생 메커니즘과 ‘클릭 화학’을 활용한 표면 기능화 기술을 접목해 정밀한 약물 전달 체계를 구축하고 있습니다.
Jean-Jacques Delaunay 교수의 연구실은 광전소재 및 에너지 변환 기술 분야에서 활발한 연구를 수행하고 있습니다. 주요 연구 방향은 태양광 수확과 에너지 저장을 위한 고성능 반도체 나노와이어 기반 광검출기, 산소 발생 반응(OER) 촉매, 그리고 태양광-열 변환을 위한 선택적 복사체 구조 설계입니다. 특히, 깊은 자외선 감지, 지속 가능한 촉매, 나노구조 복합체를 활용한 고효율 에너지 장치 개발에 초점을 맞추고 있습니다.
유이치로 도키 교수의 연구실은 식도암을 비롯한 소화기계 암의 정밀의료 및 신약 개발에 초점을 맞추고 있습니다. 특히 전이성 식도 편평상피세포암에서의 면역요법과 화학요법의 조합요법이 환자의 생존율을 향상시킬 수 있음을 입증한 임상 연구로 유명합니다. 연구는 암의 림프절 전이 패tern을 정밀하게 분석함으로써 수술적 치료의 최적 범위를 제시하는 데에도 기여하고 있습니다.
Hiroshi Sugiyama 교수의 연구실은 핵산의 고차구조, 특히 G-구름(G-quadruplex)과 이중나선 DNA의 상호작용 메커니즘을 분자 오비탈 계산과 실험 기법을 융합하여 연구합니다. 특히 DNA의 광분해 특이성, 특히 5'-GG-3' 염기서열에서의 고유한 반응성 기원을 전산화학적 접근으로 규명하며, 암 치료용 분자 타겟팅 약물 개발에 기여하고자 합니다. 연구는 분자간 상호작용, 구조 안정성, 그리고 생물학적 기능 간의 연관성을 중심으로 전개됩니다.
이 교수의 연구실은 시멘트 흠수화 거동과 경화 시멘트 페이스트의 미세구조 변화를 핵심으로 하며, 특히 수분 이동, 수축 거동, 미세구조의 상호작용에 기반한 물리화학적 메커니즘을 규명하는 데 중점을 두고 있습니다. 수소 핵자기 공명, 수증기 흡착 이소스터프 측정, 내부 압력 분석 등 정밀한 실험 기법을 활용해 C-S-H 상의 거동과 수축 거동의 기초 메커니즘을 탐구하고 있습니다. 또한, 콘크리트의 내구성 평가 및 방사선 환경에서의 거동에 대한 기초 자료 확보에도 기여하고 있습니다.
Hsing-Jung Ho 교수의 연구실은 리튬이온이차전지, 탄탈럼 등 희귀금속 및 전자부산물에서의 유용금속 회수를 핵심으로 하며, 수화금속공정과 광물탄소화 기반의 탄소포집·이용 기술을 융합한 자원순환 기반 기술을 개발하고 있습니다. 특히 폐전지 및 폐기물에서의 금속 회수, 저농도·저압 조건에서의 CO₂ 활용, 브라인 자원화 등 지속가능한 자원 순환 체계를 구축하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 연구는 환경오염 저감과 자원 보존을 동시에 추구하는 실용적이고 기초적인 기술 개발을 기반으로 합니다.
