| 제 목 | 경북대학교 배진혁 교수 연구팀, 차세대 전자피부 구현을 위한 초박형 스트레처블 센서의 패턴화 및 민감도 제어 통합일체형 기술 개발 | ||||
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| 작성자 | 관리자 | 작성일 | 2023-08-16 | 조회수 | 1054 |
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 경북대 전자전기공학부 배진혁 교수 연구팀이 차세대 전자피부를 위한 초박형 신축성 센서의 패턴화 및 민감도를 한번에 동시 제어를 가능하게 하는 통합 일체형 기술을 개발하였다. 이진욱 석사과정(제1저자), 김도경 박사(교신저자) 그리고 배진혁 교수(교신저자)가 주도한 해당 연구는 미국화학회(American Chemical Society)에서 발행하는 세계적 과학 저널인 바이오메크로모레큘스(Biomacromolecules, 인용지수: 6.2, JCR 상위 4.8%)'에 23년 8월 14일자로 게재되었다. 전자공학 기반에 재료공학/화학공학을 융합한 신기술을 초박형 신축성 센서에 적용하여 바이오 분야의 최고 수준 학술지에 게재한 것이다. 피부와 같이 얇고 늘어날 수 있는 센서는 차세대 의료 분야를 포함한 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 기대되고 있어 최근 관련 연구가 활발히 이루어지고 있다. 피부와 유사한 초박형 신축성 스트레인 센서는 고분자와 같은 유기물 및 나노 재료를 기반으로 많은 발전이 이뤄져 왔지만 이들의 상용화 및 다른 전자 기기와의 통합 및 상용화를 위해서는 몇 가지 요구 사항이 충족되어야 한다. 우선, 저가의 재료를 기반으로 한 단순하고 대량 생산 가능한 공정이 필요하다. 이와 함께 활성층은 다른 단위 소자 및 회로와의 통합을 위해 패터닝이 될 수 있어야 하며, 또한 다양한 응용을 위해 민감도의 정밀한 제어가 필요하다. 배진혁 교수 연구팀은 탄성 기판의 광산화를 이용하여 활성화층의 패턴화를 가능하게 함과 동시에 민감도를 제어할 수 있는 통합 일체형 기술을 제안하였으며, 이를 바탕으로 저가 나노재료 기반의 초박형 신축성 센서를 구현하였다. Polydimethylsiloxane이라고 하는 탄성 기판에서 특정 영역만 자외선 처리하는 방식을 통해 부분적 광산화를 유도하여 신축 기판의 표면 에너지 및 탄성 계수를 제어하였다. 이러한 방법을 통해 특정 영역에만 은나노와이어를 형성하였으며 스트레인 센서의 감도를 조절하였다. 이러한 초박형 신축성 스트레인 센서는 다양한 스트레칭 주파수 및 반복적인 변형에도 안정적으로 작동함을 보여 상용화의 가능성을 제시하였다. 경북대 전자전기공학부 배진혁 교수는 “본 연구를 통해 개발된 공정은 신축성 전자소자 내 센서의 집적화를 가능하게 하며 동시에 센서의 민감도 또한 손쉽게 조절 가능한 획기적인 기술이다. 이러한 집적화와 센서의 민감도 제어 기술은 응용 분야를 폭 넓게 확대시켜줄 것이므로 신축성 전자소자의 응용분야 확대에도 기여할 것이다. 또한 전도층 형성 기법과 재료적 측면에서도 낮은 비용으로 높은 균일도와 생산성을 가지는 신축성 센서를 제작할 수 있다는 장점이 있어서 양산화에도 한 발짝 더 다가가는 연구라고 생각한다.”고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부가 추진하는 중견연구자지원사업과 지역지능화혁신인재양성사업의 지원을 받아 수행되었다. 논문링크 : https://doi.org/10.1021/acs.biomac.3c00442 |
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