• 디지털융복합연구
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• 제12권11호
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• pp.387-393
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• 2014

본 연구는 가축을 대상으로 이표용 맥파 압력센서, 전도성 섬유센서, 광센서 중 사육 가축에 적용 할 최적의 맥파 센서를 분석하기 위하여 소10마리, 돼지 10마리를 대상으로 맥파 압력센서, 전도성 섬유센서, 광센서를 적용한 결과, 소는 광센서가 압력센서와 전도성 섬유센서에 비하여 평균값에 대한 표준편차가 작은 것으로 나타나 광센서가 가장 안정적인 것으로 나타났고, 돼지는 압력센서, 전도성 섬유센서, 광센서 모두 안정적인 맥파수를 나타냈다. 따라서 소와 같이 신체부의의 굴곡이 많고 털이 길고 조밀한 가축의 경우, 광센서를 이용한 맥파 측정에 가장 효율적인 것으로 나타났다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.15-20
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• 2019

파장변이섬유를 사용한 새로운 반응 위치 측정 양전자방출 단층촬영기기 검출기를 개발하였으며, 이에 대한 최적화 작업을 수행하였다. 섬광체 2개와 파장변이섬유 3개를 사용하고, 파장변이섬유 끝에 센서를 부착하여 최적화 모듈을 설계하였다. 섬광체와 파장변이섬유 및 센서를 연결시키는 연결물질과 섬광체와 파장변이섬유의 반사체 물질에 따른 센서에서의 빛 수집율 및 센서별 빛 수집 비를 통해 최적의 조합을 도출하였다. 연결물질은 에폭시를 사용하고 반사체 물질은 섬광체와 파장변이섬유에서 각각 난반사체 및 거울반사체를 사용한 조합에서, 가장 높은 빛 수집율과 센서별 빛 수집 비를 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.422.1-422.1
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• 2014

E-textile과 같은 웨어러블 전자소자는 휴대용 전자소자, 의료센서 및 디스플레이 등을 포함하는 다기능 직물등의 적용가능 응용분야에서의 잠재력으로 인하여 많은 관심을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 이같은 응용분야에 적용하기 위하여 전기방사를 이용한 나노크기의 나일론 섬유를 제작하고 reduced graphene oxide를 섬유에 코팅하여 전도성을 가지는 나노섬유를 제작하였다. 나일론 알갱이를 포름산에 녹인 용액을 이용하여 전기방사를 통해 약 100 nm 두께를 가지는 나노섬유를 제작하였다. 제작된 나일론 섬유와 그래핀 옥사이드 사이의 결합력을 향상시키기 위하여 BSA(bovine serum albumin)으로 표면 처리를 하였다. 마지막으로 나일론 섬유에 코팅된 그래핀 옥사이드를 hydrazine을 이용하여 환원하여 전도성을 가지는 섬유를 제작하였다. 제작된 전도성을 가지는 섬유는 약 10 kohm 정도의 저항을 가지는 것을 확인하였으며, 물리적인 외부 변형에서도 안정적으로 전도성을 가지는 것을 확인하였다. 이러한 전도성을 가지는 나노섬유는 웨어러블 전자소자를 제작하는데 응용 가능할 뿐만 아니라, 전기방사를 통한 나노구조물 제작 기술을 가스센서, 바이오센서, 태양전지, 나노소자등 다양한 분야에 적용 가능한 우수한 기술이라고 생각한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2017년도 춘계학술발표대회
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• pp.1131-1134
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• 2017

본 연구는 차동 용량형 섬유 압력 센서를 개발하고, 이를 깔창에 부착하여 보행 측정에 응용하는 것을 목적으로 한다. 차동 용량형 섬유 압력 센서는 3장의 전도성 섬유 사이에 2장의 절연체를 위치시키는 형태로, $5cm{\times}5cm{\times}0.23cm$ (가로 ${\times}$ 세로 ${\times}$ 두께) 크기로 제작하였다. 커패시턴스를 측정하기 위해 커패시턴스-디지털 변환칩(AD7152), ATMega328로 구성된 시스템을 제작하였고 PC로 데이터를 전송하여 모니터링을 수행하였다. 센서의 힘-커패시턴스 변화 특성 평가를 위해 센서에 가하는 중량을 65 kg 까지 5 kg 씩 증가시켜 가며 커패시턴스 변화를 측정하였다. 실험 결과, 무게에 따라 커패시턴스가 증가하는 것을 확인하였다. 보행 측정 가능성을 평가하기 위해 센서를 깔창에 부착한 후 보행 신호를 측정하였으며, 그 결과 보행에 따라 센서의 커패시턴스 값이 변화하는 것을 확인하였다. 이로부터 제작한 차동용량형 섬유 센서는 보행 측정에 활용할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권1호
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• pp.52-55
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• 2001

Polyacrylonitrile(PAN)-based 탄소섬유와 epoxy resin matrix 내에 장착된 PAN-based 탄소섬유의 전기저항을 탄소섬유와 파괴될 때까지 인장강도를 증가시키며 측정하였다. 탄소섬유가 끊어져 측정 계기가 open-circuit을 나타내기 전까지 탄소섬유의 전기저항 값은 strain이 증가할수록 증가하였으며, epoxy resin은 탄소섬유의 저항값 측정에 거의 영향을 미치지 않았다. 탄소섬유의 저항값 변화는 strain에 대해 정확도 1% 이내로 예측(calibrate)할 수 있었으며 재현성 또한 우수하였다. 따라서 탄소섬유는 재료의 기계적 강도를 증가시키기 위해 사용될 수 있을 뿐만 아니라 구조재료의 파괴를 예측할 수 있는 스마트 센서로서도 사용할 수 있다는 가능성을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제33권2호
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• pp.50-54
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• 2020

소프트 로봇 및 웨어러블 소자는 대변형 및 큰 유연성을 요구한다. 이에 따라, 소프트 로봇 또는 웨어러블 소자에 부착하여 사용할 수 있는 신축성 스트레인 센서의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 폴리우레탄과 은나노꽃입자를 혼합하여 신축성과 전기전도성을 갖는 복합 섬유를 제조하였다. 이러한 복합 섬유는 스트레인에 따라 섬유의 저항이 변하게 되어 신축성 스트레인 센서로 가능성이 높다. 복합 섬유를 신축성 스트레인 센서로 활용하기 위해서, 복합 섬유의 기계적, 전기적 특성을 측정, 분석하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.101.1-101.1
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• 2012

이번 연구에서는 전기 방사 방법을 이용하여 합성된 산화아연 나노 섬유의 일산화질소 가스에 대한 반응 특성을 조사하였다. 이 산화아연 나노 섬유는 증류수에 용해시킨 아연 아세테이트(zinc acetate)와 폴리 비닐 알콜(poly vinyl alchol, PVA)로 만들어진 용액이 전기 방사되어지며 만들어지게 된다. 무엇보다도 나노 섬유의 직경은 용액의 점도에 의해 결정되었다. 따라서 산화아연 나노 섬유의 고른 두께를 형성하기 위하여 PVA의 양을 조절하여 적절한 용액의 농도를 찾게 되었다. 이후 진행된 열처리 공정을 통해서 우리는 직경이 30~100나노미터 가량의 나노 섬유를 얻을 수 있었으며 무작위로 배열된 통기성 네크워크 구조를 얻게 되었다. 표면 분석을 위하여 주사현미경을 이용하였는데, 산화아연 나노 섬유의 표면은 열처리 전과 후로 나누어 관찰되었으며 열처리 전보다 열처리 후의 표면이 좀 더 거친 것으로 확인되었다. 이는 열처리 공정을 거치면서 효과적으로 유기물들의 제거가 이루어진 것을 짐작할 수 있었다. 일산화질소 가스에 대한 특성 평가를 위해 자체 제작된 전류-전압 측정 장치(I-V measurement)가 사용되었다. 다양한 작동온도와 다양한 일산화질소 가스 농도의 변화를 주며 얻어진 응답도를 통해서, 전기 방사를 통해 만들어진 산화아연 나노 섬유 구조 기반의 가스 센서는 두드러질만큼 좋은 응답도를 가졌고 작동 온도 $200^{\circ}C$에서 일산화질소 가스에 대한 최대 민감도를 보임을 분명히 확인할 수 있었다. 특히, 산화아연 나노 섬유 구조 기반의 가스 센서는 ppm이하의 낮은 일산화질소 가스 또한 감지할 수 있음을 확인하였다. 이러한 결과들은 전기 방사를 통해 만들어진 산화아연 나노 섬유기반의 가스 센서는 저비용, 고감도의 장점을 갖는 일산화질소 가스 센서가 될 것임을 알 수 있었다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2011년도 제44차 학술발표회
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• pp.107-107
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• 2011

최근 IT(Information Technology)가 결합된 스마트 섬유의 수요가 꾸준히 증가하고 있다. 생활수준 향상에 따른 유저들의 청결, 쾌적에 대한 높은 관심속에서 생활 및 의료용 섬유에도 다양한 기능성이 요구되어지고 있다. 초경량, 흡한속건, 투습방수 등 레저 스포츠, 아웃도어 활동에 필요한 고기능성 소재는 제품의 고부가가치를 더하는 가치 상승 요인이긴 하지만 그 기술과 적용성이 이미 포화 상태에 도달했다고 볼 수 있다. 이에 국내 외 섬유 업체들은 스마트 섬유 열풍을 큰 기회로 삼아 헬스케어 기능, 엔터테인먼트 기능 등의 최첨단 기술과 결합되어진 특화된 섬유시장을 통해 더 높은 부가가치를 창출하고 새로운 섬유시장의 도약을 노리고 있다. 이에 본 연구에서는 위치추적이나 동선, 생체적 리듬 등을 파악할 수 있는 스마트 섬유용 전도성 섬유센서의 초기특성(전기적, 물리적 물성)을 유지함과 동시에 심미적인 효과와 새로운 기능성을 부여하기 위하여 전도성 센서소재의 최적 선염공정을 조사하고 외부적인 환경변화를 염두에 두어 그 물성 변화를 측정하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2016년도 춘계학술발표대회
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• pp.865-867
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• 2016

본 논문에서는 섬유근접센서를 이용하여 측정한 맥박을 평가하기 위해 Biopac MP150에서 획득한 Electrocardiography(ECG)와의 관계를 보았다. 섬유근접센서는 요골동맥에서의 맥박을 측정하기 위해 $5{\times}5$ 크기로 설계하였고, 전처리 과정과 필터링을 거쳐 획득한 데이터 값은 ECG 데이터와 Peak Point의 개수를 비교하여 올바른 맥박이 측정되었는지를 판단하였다. 그 결과 섬유근접센서와 MP150에서 측정한 두 데이터의 Peak Point가 모두 동일한 결과를 보였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.133-133
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• 2016

화학저항식(Chemiresistive) 가스센서의 저항변화를 향상시키기 위해서는 센서 소재의 비표면적을 향상시키는 방향 및 전자천이를 증가시키는 방향으로 연구가 진행되어야 하며, 그 중 센서의 비표면적을 향상시키는 예로써 중공 나노섬유가 있을 수 있다. 본 연구에서는 비표면적의 향상뿐만 아니라 중공 나노섬유의 전자천이를 증가시켜 센서의 검출 성능을 더욱 향상시키기 위한 목적으로 $TiO_2/ZnO$ 이중층 중공 나노섬유를 제안하었다. 제안된 $TiO_2/ZnO$ 이중층 중공 나노섬유는 템플레이트 합성법을 통해 제작되었으며, 그 공정은 다음과 같다; 전기방사(Electrospinning) 공정을 통해 폴리머 나노섬유를 제작한 후 $TiO_2$ 층과 ZnO 층을 ALD(Atomic Layer Deposition) 공정을 통해 차례대로 증착시킨다. 그 후 후열처리 공정을 통해 코어 폴리머를 제거함으로써 $TiO_2/ZnO$ 이중층 중공 나노섬유를 얻을 수 있다. 이 때, ZnO 층의 두께는 각각 달리하여 제작되었으며, 최종적으로 이들에 대한 가스 센싱 특성 및 메커니즘에 대한 체계적인 조사를 진행하였다. 단층 중공나노섬유는 셀 층의 두께가 Debye length와 유사할 때 셀 층 표면이 완전공핍층이 형성되고, 그 보다 크게 되면 부분적인 공핍층이 형성되게 되어 감응도가 감소하게 된다. 그러나 이중층 중공 나노섬유의 경우 셀 층의 두께가 Debye length 보다 더 크게 되더라도 TiO2와 ZnO의 헤테로접합으로 인해 ZnO에서 TiO2로 전자의 이동을 야기시키게 되어 환원성 가스에 대한 감응도가 단층 ZnO 중공 나노섬유에 비해 향상되게 된다.