신소재공학과

스티브박 교수, 오진원 석사

〈 스티브박 교수, 오진원 석사 〉


우리 대학 신소재공학과 스티브박 교수, 기계공학과 김정 교수, 한국전자통신연구원(ETRI) 심주용 박사 공동 연구팀이 균일한 성능과 이력현상이 낮은 인공 피부 제작 기술을 개발했다.


연구팀이 개발한 기술은 향후 인공 피부, 헬스케어 장비 등 다양한 분야에서 적용 가능할 것으로 기대된다.


오진원 석사가 1 저자로 참여한 이번 연구결과는 국제학술지 ‘스몰(Small)’ 8월 16일 자 표지논문에 게재됐다. (논문명 : Highly Uniform and Low Hysteresis Piezoresistive Pressure Sensors based on Chemical Grafting of Polypyrrole on Elastomer Template with Uniform Pore Size)


최근 인공 피부 제작을 위한 촉각 센서 연구가 활발히 진행되고 있다. 촉각 센서 관련 연구는 센서의 민감도, 자극 측정 범위, 반응 속도 등 센서의 성능 개선에 집중돼 있다. 그러나 센서의 상용화를 막는 가장 큰 걸림돌은 센서 간 낮은 균일성과 이력현상이다. 이 문제를 해결하기 위한 연구가 계속되고 있다.


이력현상이란 촉각 센서에 압력이 가해질 때와 제거될 때 센서의 전기적 신호의 변화 양상이 차이를 나타내는 현상을 말한다. 즉, 센서에 같은 압력이 가해져도 다른 전기적 신호를 보일 수 있음을 뜻한다. 따라서 이력현상이 커지면 촉각 센서의 압력 측정 정확성이 떨어지게 된다.


센서 간 높은 균일성은 촉각 센서의 상용화에 필수적이다. 같은 조건으로 제작된 센서의 압력에 대한 민감도가 서로 다르면 센서의 측정 신뢰도가 떨어지게 되고 낮은 재현성으로 인해 상용화가 불가능하다.


연구팀은 낮은 이력현상과 센서 간 높은 균일성을 확보하기 위해 미세유체공정과 화학증착 기법을 활용했다. 연구팀은 미세유체공정을 통해 균일한 크기의 기공을 갖는 고분자 스펀지를 제작했다.


스펀지 기공의 크기는 1.43 %의 변동계수 값을 보였다. 연구팀은 전산 시뮬레이션을 통해 스펀지의 기공의 크기의 변동계수 값이 클수록 센서 간 균일성이 낮아짐을 확인했다.

  
연구팀은 제작한 고분자 스펀지에 화학증착 기법을 통해 전도성 고분자를 코팅했다. 화학증착 기법은 증착 시간을 통해 증착되는 고분자의 양을 조절할 수 있어 균일한 코팅이 가능하다.


그 결과 제작된 센서는 센서 간 성능의 변동계수 값이 2.43 %로 높은 균일성을 보였다. 또한, 고분자 스펀지와 전도성 고분자가 강한 공유 결합을 형성해 2 % 수준의 낮은 이력현상을 보임을 확인했다.


스티브 박 교수는 “이 기술은 실질적으로 센서의 상용화에 필요한 센서의 균일성을 높이며 이력현상은 감소시킬 수 있는 기술로, 센서의 상용화에 핵심기술로 활용할 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다.


이번 연구는 KKI 국제공동연구와 글로벌특이점연구의 지원을 통해 수행됐다.


□ 그림 설명

그림1. small 표지 
small 표지


그림2. 균일한 크기의 기공을 가지는 고분자 스펀지 SEM 이미지 (우) 같은 조건으로 제작 된 10개의 센서의 압력에 대한 저항 변화

균일한 크기의 기공을 가지는 고분자 스펀지 SEM 이미지 (우) 같은 조건으로 제작 된 10개의 센서의 압력에 대한 저항 변화 

No. Subject Author Date Views
Notice 신병하 교수, 홀 효과 한계 보완한 새 반도체 분석기술 개발 ADMINI 2019.11.14 8
Notice 정연식, 전덕영, 장민석 교수, 팝콘 구조의 퀀텀닷 나노복합 소재 개발 ADMINI 2019.09.30 102
» 스티브박 교수, 균일한 성능 갖는 인공피부 제작기술 개발 ADMINI 2019.08.20 152
Notice 육종민 교수, 나트륨 이차전지의 음극 소재 원리 규명 ADMINI 2019.07.01 166
Notice 강정구 교수, 금속유기골격체의 흡착 거동 실시간 분석 성공 ADMINI 2019.06.10 171
63 정우철, 김상욱 교수, 수소 연료전지 성능 높일 수 있는 나노촉매기술 개발 file ADMINI 2019.03.04 321
62 2018년 KAIST 대표 R&D 연구성과 10선 - 신소재공학과 박병국 교수 file ADMINI 2019.02.01 329
61 홍승범, 스티브박 교수, 에너지 수확과 인정 변형률 감지 가능한 섬유 개발 file ADMINI 2019.01.31 324
60 김일두 교수, 3D 프린팅 통한 맞춤형 디자인 배터리 제작 file ADMINI 2019.01.02 291
59 백경욱 교수, 극 미세피치용 이방성 전도필름 개발 file ADMINI 2018.11.06 231
58 김상욱 교수, 홍합접착제 이용해 성능 높인 그래핀 섬유 개발 ADMINI 2018.10.19 322
57 이건재 교수, 유창동 교수, 유연 압전 화자인식 음성센서 개발 ADMINI 2018.10.04 222
56 스티브 박 교수, 김정 교수, 3차원 표면 코팅 가능한 로봇피부 개발 ADMINI 2018.09.17 318
55 강정구 교수, 급속충전 가능한 하이브리드 에너지 저장소자 개발 ADMINI 2018.08.29 224
54 홍순형 교수, 초경량 다기능성 그래핀 나노복합소재 개발 ADMINI 2018.08.06 300
53 스티브 박 교수, 유기반도체 결정크기 10배 성장 기술 개발 ADMINI 2018.08.03 293
52 정우철 교수, 5분 코팅만으로 연료전지 전극반응성 1천배 향상 기술 개발 ADMINI 2018.07.09 313
51 이건재 교수, 유연한 청색 박막 마이크로 LED 기술 개발 ADMINI 2018.06.26 235
50 정연식 교수, 2차원 반도체 공중 부양시켜 고성능 소자 제작 ADMINI 2018.04.24 412
49 조은애 교수, 사용량 90% 줄이고 수명 2배 늘린 백금촉매 개발 ADMINI 2018.04.18 371