□  GIST(광주과학기술원, 총장 문승현) 신소재공학부 고흥조 교수(광주과학기술원)와 좌성훈 교수(서울과학기술대학교) 공동 연구팀은 민감도 조절이 가능한 스트레인 센서 제작에 성공했다.

  ∘ 스트레인 센서는 미래 헬스 케어 및 원격 조정 시스템에 응용 가능하기 때문에 측정 가능한 변형율의 범위와 민감도를 향상시키기 위해 연구를 진행하고 있다.

  ∘ 그러나 넓은 범위의 변형율과 높은 민감도를 구현하는 것은 매우 어렵기 때문에 스트레인 센서의 사용 목적과 부위에 따라 요구되는 특정 변형율에 높은 민감도를 구현할 수 있는 기술이 필요하다. 기존의 센서 물질의 종류와 코팅법에 의한 직접적인 방식은 소자 제작 시간이 증가하여 생산성이 낮고 균일한 특성의 센서를 제작하기 어렵다.

□  연구팀은 센서층이 아닌 스트레인 센서의 형태를 구성하는 탄성체의 구조를 이용하여 특정 변형율을 가지는 스트레인 센서의 민감도를 향상시켰다. 탄성체 내에 굴곡 구조를 도입하여 굴곡의 단차와 개수를 증가시켜 민감도를 향상에 성공했다.

   ∘ 소자에 변형이 가해질 때 탄성체의 두꺼운 부분과 얇은 부분의 신장 정도가 달라 센서층에 비균일한 균열의 분포가 유도된다. 이는 광학 분석을 통해 두꺼운 부분과 얇은 부분의 경계에서 높은 수의 균열이 발생하는 것을 확인하였다.

   ∘ 또한 시뮬레이션을 통해 소자 변형시 두꺼운 부분과 얇은 부분의 경계에서 발생하는 높은 전단 변형율이 축 변형율과 함께 경계 부분에서 높은 수의 균열을 형성하는데 중요한 역할을 하는 것을 확인했다. 실제 제작한 패치형 스트레인 센서는 손목에 부착하여 높은 민감도와 응용성을 보여주었다.

 

□  고흥조 교수는 “자세교정 및 생체신호를 확인할 수 있는 헬스 케어 시스템 등에 적용하여 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있다며, 원격 수술과 로봇 컨트롤 기술에 적용 가능할 것으로 기대된다”고 말했다.

 

□ 관련 논문은 Small 논문에 6월 20일자 게재되었으며, back cover로 선정되었다. <끝>

    http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201700070/full