그래핀/폴리우레탄 나노웹 기반의 스트레인센서 제작 및 호흡측정

이효철; 조현선; 이유진; 장은지; 조길수

추천

검색

자료유형: 학술저널

저자정보: 이효철 조현선 이유진 장은지 조길수

저널정보: 한국감성과학회 감성과학 감성과학 제22권 제1호

발행연도: 2019.1

수록면: 15 - 22 (8page)

이용수

📌

연구주제

📖

연구배경

🔬

연구방법

🏆

연구결과

초록· 키워드

오류제보하기

본 연구의 목적은 그래핀(Graphene)을 사용하여 폴리우레탄 나노웹(Polyurethane Nanoweb)에 전기전도성을 부여하고, 이를 이용하여 나노웹 기반의 스트레인센서(Strain Sensor)를 개발하는 것이다. 이를 위해 1% 그래핀 잉크를 폴리우레탄 나노웹에 푸어코팅(Pour-coating)한 후 PDMS(Polydimethylsiloxane)로 후처리를 하여 착용 가능한 스트레인센서를 완성하였다. 시료 표면에 전도성 물질이 잘 코팅되었는지 확인하기 위해 전계방사형 주사전자현미경(FE-SEM)를 이용하여 시료의 표면 특성을 평가하였다. 시료의 전기적 특성 평가는 멀티미터(Multimeter)를 사용하여 시료의 선저항(Linear Resistance)을 측정하고, 시료를 각각 5%, 10% 인장하였을 때 선저항이 어떻게 변하는지 비교하였다. 또한 시료의 성능을 평가하고자 게이지율(Gauge Factor)을 구하였다. 착의평가 실험은 완성된 스트레인센서를 더미에 착용시킨 후 MP150(Biopac system Inc., U.S.A.)과 Acqknowledge(ver. 4.2, Biopac system Inc., U.S.A.)를 사용해 인장에 따른 호흡신호를 측정하였다. 표면 특성을 평가한 결과, 모든 전도성 나노웹 시료들이 그래핀 잉크로 균일하게 코팅되어있음을 확인하였다. 인장에 따른 저항값 측정 결과, 그래핀을 처리한 시료인 시료 G가 가장 낮은 저항값을, 그래핀을 처리한 후 열처리를 한 시료인 시료 G-H가 가장 높은 저항값을 가졌고, 시료 G와 시료 G-H의 경우 길이가 5%, 10%로 늘어남에도 선저항값의 변화가 안정적으로 증가하는 것으로 나타났다. 저항값 결과와는 달리, 시료 G가 시료 G-H보다 더 높은 게이지율을 보였다. 실제로 착의평가 결과, 시료 G-H를 이용해 만든 스트레인센서가 안정된 Peak값으로 측정되어 좋은 품질의 신호를 얻었다. 그러므로 본 연구를 통해 그래핀 잉크를 처리한 폴리우레탄 나노웹이 호흡 센서로서의 역할을 충분히 수행하는 것을 확인하였다.

The purpose of this study is to develop a strain sensor based on nanoweb by applying electrical conductivity to polyurethane nanoweb by using Graphene. For this purpose, 1% Graphene ink was pour-coated on a polyurethane nanoweb and post-treated with PDMS (Polydimethylsiloxane) to complete a wearable strain sensor. The surface characteristics of the specimens were evaluated using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) to check whether the conductive material was well coated on the surface of the specimen. Electrical properties of the specimens were measured by using a multimeter to measure the linear resistance of the specimen and comparing how the line resistance changes when 5% and 10% of the specimens are tensioned, respectively. In order to evaluate the performance of the specimen, the gauge factor was obtained. The evaluation of the clothing was performed by attaching the completed strain sensor to the dummy and measuring the respiration signal according to the tension using MP150 (Biopac system Inc., USA) and Acqknowledge (ver. 4.2, Biopac system Inc., U.S.A.). As a result of the evaluation of the surface characteristics, it was confirmed that all the conductive nanoweb specimen were uniformly coated with the Graphen ink. As a result of measuring the resistance value according to the tensile strength, the specimen G, which was treated with just graphene had the lowest resistance value, the specimen G-H had the highest resistance value, and the change of the line resistance value of the specimen G and the specimen G-H is increased to 5% It is found that it increases steadily. Unlike the resistance value results, specimen G showed a higher gauge rate than specimen G-H. As a result of evaluation of the actual clothes, the strain sensor made using the specimen G-H measured the stable peak value and obtained a signal of good quality. Therefore, we confirmed that the polyurethane nanoweb treated with Graphene ink plays a role as a breathing sensor.

#Graphene #Polyurethane nanoweb #Smart textile #Strain sensor #Respiration rate

참고문헌 (18)

참고문헌 신청

안유진 / 2012 / 전기방사에 이은 무전해 은도금을 통한 전도성 나노 섬유 웹의 제조와 ECG 측정용 건식 전극으로의 응용 / 한국섬유공학회지 49(1):47~55

Atalay, O / 2013 / Textile-based weft knitted strain sensors : Effect of fabric parameters on sensor properties / Sensors 13(8):11114~11127

Bae, S. H / 2013 / Graphene-based transparent strain sensor / Carbon 51:236~242

황수정 / 2018 / 명상호흡 모니터링용 스마트의류를 위한 호흡수 측정 직물센서 연구 / 감성과학 21(1):83~90

Kim, K. A / 2004 / Characteristics of conductive rubber for monitoring lung volume change / Journal of Korea Intellectual Patent Society 6(4):125~128

함께 읽어보면 좋을 논문

논문 유사도에 따라 DBpia 가 추천하는 논문입니다. 함께 보면 좋을 연관 논문을 확인해보세요!

이 논문의 저자 정보

이효철

소속기관 한국감성과학회

주요연구분야 복합학 > 기타 복합학

논문수 1 이용수 31

조현선

소속기관 한국감성과학회

주요연구분야 복합학 > 기타 복합학

논문수 1 이용수 31

이유진

소속기관 한국감성과학회

주요연구분야 복합학 > 기타 복합학

논문수 3 이용수 107

장은지

소속기관 한국감성과학회

주요연구분야 복합학 > 기타 복합학

논문수 2 이용수 73

조길수

소속기관 한국감성과학회

주요연구분야 복합학 > 기타 복합학

논문수 8 이용수 148

최근 본 자료

전체보기

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

초록· 키워드

AI 요약

연구주제

연구배경

연구방법

연구결과

주요내용

목차

참고문헌 (18)

함께 읽어보면 좋을 논문

이 논문의 저자 정보

최근 본 자료

댓글(0)