• 전자통신동향분석
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• 제37권2호
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• pp.30-41
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• 2022

As the society is superaging, the number of patients with movement disabilities due to musculoskeletal or nervous system illness is rapidly increasing. To improve public health and reduce medical expenses, it is essential to develop rehabilitation systems that allow patients to resume their daily-life activities. However, the existing musculoskeletal illness diagnosis and rehabilitation method is limited in terms of precision and efficiency because it is based on an empirical diagnosis and prescription without regard for individual characteristics. To overcome these limits, it is critical to design a novel concept of routine rehabilitation therapy device that is capable of inducing musculoskeletal balance by the precise analysis of musculoskeletal usage patterns via the motion and the muscle activity tracking of linked muscles. This study introduces the trend of on-skin sensor device technology for routine musculoskeletal monitoring and therapy. For on-skin rehabilitation systems, skin-adhesive and stretchable motion/posture, electromyography, pressure sensors, small-size and low-power wireless sensor interfaces, and user-friendly rehabilitation contents based on new algorithms are combined.

• 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.

• Composites Research
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• 제35권4호
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• pp.283-287
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• 2022

신축성 스트레인 센서는 웨어러블 기기나 건강 모니터링과 같은 미래 응용 분야에 적용하기 위하여 개발되고 있는데, 센서의 신뢰성을 높이기 위해 안정성과 반복성이 고려되어야 한다. 본 연구에서는 3D 프린팅을 통해 키리가미 패턴이 있는 고분자 구조를 제작하여 센서의 신축성과 히스테리시스를 개선하였다. 견고한 전도성 네트워크를 구현하기 위하여 그래핀과 탄소나노섬유를 혼합한 하이브리드 소재를 고분자 구조에 코팅하였다. 제작한 신축성 스트레인 센서는 32%의 스트레인에 대해 게이지팩터가 36을 보였으며, 1%부터 30%까지의 다양한 스트레인에 대해서 안정적인 저항 변화 응답을 나타냈다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.10-16
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• 2021

본 연구에서는 신축성 인덕터를 이용한 센서 응용을 위한 상태 감지 회로로써 패리티-시간 대칭 구조를 고려한 모델을 제안하고자 한다. 신축성 인덕터를 이용한 센서 구동 회로로써 트랜지스터를 이용한 부성 미분 저항 회로를 적용하여 신축성 인덕터를 보다 효율적으로 활용할 수 있는 방법을 제안하고, 패리티-시간 대칭 구조의 결합 공진 회로에 대한 특성 분석을 통해 고전적 공진 회로에 비해 향상된 분해능을 갖는 모델을 설계하였다. 특히, 보다 실질적인 전산모의실험결과를 얻기 위해, 신축성 인덕터 모델의 경우에는 참고문헌의 실험결과를 참고하여 본 연구 모델에 적용하였다. 전산모사를 통해 본 연구에서 사용한 부성 미분 저항 회로를 통해 저항 성분 뿐만 아니라 위상 성분도 제어됨을 확인하였으며, 이러한 결과를 통해 신축성 인덕터의 특성 변화에 따른 회로의 불균형을 부성 미분 저항 회로를 이용하여 보완할 수 있음을 고찰하였다. 이러한 특성을 이용하여 패리티-시간 대칭 구조를 구현할 수 있었으며, 이에 대한 특성에 대하여 논의하였다. 특히, 본 연구에서 제안하는 패리티-시간 대칭 구조의 센서 구동 회로에 대한 주파수 특성의 결과로부터 기존의 고전적 공진 회로에 비해 Q-factor가 최대 20배까지 커질 수 있음을 확인하였다.

• 인포메이션 디스플레이
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• 제23권6호
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• pp.3-10
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• 2022

• Elastomers and Composites
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• 제47권4호
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• pp.272-281
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• 2012

최근 주목을 받고 있는 유연성/신축성 전극소재는 유연디스플레이, 센서, 유전탄성고분자 액추에이터 및 제너레이터, 스마트 수술도구 등과 같은 다양한 분야에서 활용이 가능하다. 유연성/신축성 전극소재는 다양한 형태의 기계적인 변형을 받게 되는데 이때 기계적인 변형에 맞춰 함께 변형될 뿐만 아니라 신축되어야 한다. 따라서 기계적 변형에서도 전극으로써 기능을 유지해야 하기 때문에 대단히 어려운 연구분야라 할 수 있다. 본 총설에서는 최근까지 연구된 유연성/신축성 전극소재의 제조와 특성을 소개하고자 한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.871-872
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• 2013

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권4호
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• pp.129-135
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• 2018

신축성 기판은 신축성 전자소자의 신축성, 공정성, 내구성을 결정하는 매우 중요한 소재로서 신축성 전자소자를 개발함에 있어서 우선적으로 고려해야 된다. 특히 현재 사용되는 신축성 기판은 히스테리시스가 존재하여 센서 및 기타 응용에 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 신축성 소재 기판으로 사용되는 PDMS와 Ecoflex를 혼합한 PDMS-Ecoflex 하이브리드 신축성 기판을 제작하여 신축성과 히스테리시스 특성을 향상하고자 하였다. 인장 시험을 통하여 신축성 하이브리드 기판의 기계적 거동을 관찰하였으며, 투과도 측정을 통하여 투과도를 평가하였다. Ecoflex의 함량이 증가할수록 하이브리드 신축성 기판은 더 유연해지며, 탄성계수는 감소한다. 또한 PDMS 기판은 270% 변형률에서 파단이 발생한 반면, PDMS-Ecoflex 하이브리드 기판은 500%의 변형률까지 파단되지 않으며 우수한 신축성을 갖는 것을 알 수 있었다. 반복 인장시험에서 PDMS와 Ecoflex의 혼합비를 2:1로 제작된 기판은 히스테리시스가 발생하였다. 반면 1:1의 혼합비로 제작된 기판의 경우 50%, 100%의 변형률에서는 히스테리시스가 발생하지 않았다. 결론적으로 500% 이상의 신축성을 갖으면서 히스테리시스가 없은 기판을 제작하였다. 기판의 혼합비에 따른 광투과도 측정 결과, Ecoflex 기판의 투과도는 68.6% 이였으나, PDMS-Ecoflex 함량이 2:1, 1:1인 하이브리드 기판의 경우, 각각 78.6%, 75.4%의 투과율을 보이며, 향후 투명 신축성 기판으로서 개발 가능성을 보여주었다.

• 전자통신동향분석
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• 제34권5호
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• pp.48-57
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• 2019

As the super-aged society approaches rapidly, the number of people suffering from post-stroke and other neurological disorders is significantly increasing, where prompt and intensive rehabilitation is essential for such people to resume their physical activities in normal daily lives. To overcome the inherent limitations of manual physical therapy, various types of exoskeleton robots are being employed. However, the need of the hour is softer, thinner, lighter, and even stretchable systems for precisely monitoring the motion of each joint without restricting the patients' movements in rehabilitation tasks. In this paper, we discuss the technological trends and current status of emerging stretchable rehabilitation systems, in which sensors, interconnects, and signal-processing circuits are monolithically integrated within a single stretchable substrate attachable to the skin. Such skin-like stretchable rehabilitation devices are expected to provide much more convenient, user-friendly, and motivating rehabilitation to patients with neurological impairments.

• 한국결정성장학회지
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• 제30권5호
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• pp.189-193
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• 2020

최근 웨어러블 센서를 구현하기 위한 유연전극을 제조하기 위한 다양한 방법들이 논의되고 있다. 현재 개발되고 있는 웨어러블 센서기기는 피부의 신축성에 따라 잘 늘어나야 하고, 신축성을 부여하기 위해, 다양한 고분자 기판이 사용되어지고 있다. 따라서, 본 논문에서는 스펀지 기반 신축성 기판에 고탄성의 은나노와이어 전극을 형성하고 신축의 정도에 따른 전기적 특성 평가를 진행하였다. 제조 방법은 습식합성법을 이용하여 은나노와이어를 성장시켰고 플라즈마 표면처리된 폴리우레탄 기반의 스펀지에 함침시킨 후 저온에서 열처리를 하였다. 특히, 스펀지의 플라즈마 표면처리는 은나노와 이어의 균일한 코팅을 가능케 하였다. 유연 스펀지 전극은 160회 이상의 반복 인장-수축 사이클에서 신뢰성있는 전기 저항변화를 보여주었다.