나노/마이크로 센서 및 센싱 시스템 연구실 (Nano/Micro-Sensors and Sensing Systems Laboratory)은 캐나다 알버타주 캘거리에 위치한 캘거리 대학(University of Calgary) 기계 공학과에 2013년 8월 김성환 교수님이 임용 되면서 설립되었습니다. 김성환 교수님은 서울대학교 항공우주공학과에서 학사 및 석사 학위를 받았고, 미국 테네시 대학 (University of Tennessee, Knoxville)에서 기계공학 박사 학위를 취득 후, 미국 에너지부 산하 오크리지 국립 연구소 (Oak Ridge National Laboratory)와 캐나다 알버타 대학교 (University of Alberta)에서 박사후연구원 생활을 하셨습니다.

 캘거리는 전통적으로는 목축업과 농업을 하던 도시였으나 캐나다 오일샌드 개발이 지난 수십년간 활발하게 이루어지면서 캐나다 오일/가스 산업의 중심지가 되었습니다. 이로인해 에너지 관련 기업들의 본사가 대다수 캘거리에 위치하게 되었고, 오일/가스 산업의 확장에 따라 젊은 공학자들이 많이 거주하는 도시가 되었습니다. 캘거리 대학 공과대학 (Schulich School of Engineering)은 이러한 사회적 수요를 충족시키고자 지난 10년간 엄청난 발전을 이루어 왔고, 기계공학과는 현재 매년 약 200명의 학부 졸업생을 배출하고 있습니다. 또한 고급인력인 석/박사를 배출하는 대학원 프로그램도 활발하게 운영하고 있습니다.

 본 연구실은 새로운 나노/마이크로 센서 설계, 제작, 시험과 응용 연구에 집중하고 있습니다. 다양한 센서의 민감도와 화학적 선택성을 높이기 위해 여러가지 센싱 모드를 하나의 디바이스에서 구현하는 방법들을 개발중이며, 이를 위해 다양한 나노물질을 합성하여 마이크로 센서 위에 코팅하는 연구도 진행중입니다. 궁극적으로는 다중 센싱 모드를 가지는 나노/마이크로 센서를 이용하여 효율적인 오일샌드 개발 프로세스 모니터링, 송유관 누설 감지, 환경보호를 위한 메탄가스 누출 모니터링과 같은 실제적으로 현장에 적용가능한 가스/증기 센싱 시스템을 개발하고자 합니다.

 또한 다양한 나노 복합재료들을 나노/마이크로 스케일에서 비침습적으로 분석하기 위한 다가능성 주사탐침현미경 (Scanning Probe Microscopy) 기법에 대한 연구도 활발히 수행하고 있습니다. 나노 복합재료 속의 나노물질 분포를 비침습적으로 이미징 하기 위해 초음파 주사탐침현미경 기법 (Ultrasonic Scanning Probe Microscopy), 주사열현미경 기법 (Scanning Thermal Microscopy), 그리고 광열 중적외선 주사탐침현미경 기법 (Photothermal Infrared Scanning Probe Microscopy)을, 한 시스템상 (nanoIR2 system)에서 적용 가능하도록 이론적, 실험적 연구를 수행하고 있습니다.