| 유연변형센서 제조 및 힘 민감 특성 연구 성과 | ||
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 최근, 중국과학원 허페이(合肥)물질과학연구원 고체물리연구소 페이광타오(費廣濤) 프로젝트팀은 유연변형센서 제조 및 힘 민감 특성 연구에서 새로운 진전을 확보하였다. 관련된 연구 성과는 Flexible strain sensor with high performance based on PANI/PDMS films라는 제목으로 Organic Electronics(47 (2017) 51-56) 저널에 게재되었다. 과학기술의 신속한 발전과 더불어 센서는 생물의학검사, 지능로봇, 플렉서블 디스플레이(Flexible display), 웨어러블(Wearable) 설비 등 분야에 광범위하게 응용되고 있다. 해당 분야에서 응용되는 센서는 각종 불규칙적인 표면에 장착시킬 수 있는 조건, 즉 굽힙성, 인장성 등 특성뿐만 아니라 높은 민감도(GF), 낮은 저항값 등 특성도 보유하여야 한다. GF가 아주 낮으면 센서가 변형을 검측하는 과정에서 변화량이 작아 쉽게 신호 오차가 발생하며 저항값이 아주 높으면 고정밀도 및 원가가 높은 테스트 기기를 설치해야 하기 때문이다. 기존의 유연변형센서 재료는 2가지 종류이다. 한 가지 종류는 은, 탄소튜브, 그래핀 등 전기전도 재료를 변형 민감 재료로 하는 센서인데 해당 센서는 저항값이 아주 낮음과 아울러 GF도 아주 낮다. 다른 한 가지 종류는 반도체 재료를 변형 민감 재료로 하는 센서인데 해당 센서는 GF가 높음과 아울러 저항값도 아주 높다. 해당 2종 센서는 상업 응용 과정에서 모두 일정한 제한성을 갖고 있다. 그러므로 저항값이 낮고 GF가 높은 유연변형센서를 시급히 개발해야 한다. 폴리아닐린(PANI)은 전기전도성 고분자재료로서 루이스산(Lewis acid)을 첨가하여 혼합한 후 전기전도율이 금속과 반도체 사이이며 또한 전기전도율은 루이스산 첨가 농도에 따라 변화된다. 그러므로 PANI을 탄성재료 폴리디메틸실록산(PDMS)과 결합시키면 낮은 저항, 높은 GF 요구에 도달할 수 있다. 이를 기반으로 프로젝트팀의 궁신신(宮欣欣) 박사 및 팡밍(方明) 연구원 등은 PANI를 전기 전도층으로 하고 PDMS를 탄성층으로 하여 PANI/PDMS 복합 박막 유연변형센서를 제조한 후 해당 센서의 성능을 연구하였다. 연구 결과 PANI/PDMS 복합 박막 센서는 일정한 유연성을 보유하고 있어 50%의 변형량으로 인장시킬 수 있을 뿐만 아니라 GF값도 최대로 54에 달시킬 수 있으므로 가타 재료로 구성된 유연변형센서에 비하여 성능이 뛰어나다. 아울러 양호한 순환 안정성을 보유하고 있어 인체 활동을 모니터링하는 과정에 잠재적인 응용 전망을 보인다. 정보출처 : http://www.cas.cn/syky/201705/t20170518_4601874.shtml |
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