• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.58-61
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• 2009

최근 직물전극을 의복에 적용하여 의복을 착용한 상태에서 심전도, 심박과 같은 생체신호를 측정하는 방법이 다양하게 연구되고 있다. 그러나 대부분 직물전극의 경우, 높은 임피던스와 피부-전극 간의 불안정한 접촉으로 인해 생체신호를 측정하는 것은 매우어렵다는 문제점들이 지적되어 왔다. 이 논문에서는 피부-전극 간의 접촉을 향상시키기 위한 전극의 구조를 고안하여 의복에 적용함으로써, 착용자의 피부와 직물전극간의 접촉을 안정화 시킨 후, ECG(Electrocardiogram)를 측정하였다. 본 연구의 실험에 사용한 전극의 특성 분석 방법으로는 전극의 임피던스와 그에 따른 ECG 를 측정하여 SNR 분석을 실시하였다. 직물전극의 두 가지 구조와 직물전극과 트랜스미터 연결 스냅간 접촉 방식에 따른 ECG 측정을 비교한 결과, 전극 구조와 전도성 paste 사용 여부는 모두 ECG 측정에 영향을 미쳤다.

• 한국의상디자인학회지
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• 제12권2호
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• pp.119-129
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• 2010

오늘날 인간의 수명이 연장되고, 웰빙과 건강에 대한 관심이 증가됨에 따라서 언제 어디서나 건강을 모니터링 할 수 있는 건강 스마트 의류 시스템이 개발되고 있다. 이를 위하여 최근에는 생체신호의 모니터링이 가능하도록 디자인된 의류에 통합된 형태의 직물 전극이 개발되고 있다. 혁신적으로 의류 시스템에 통합되어 착용 가능한 니트, 우븐, 자수방식의 텍스타일 전극에 대한 다양한 연구가 개발 제시되고 있으며, 이의 일부는 상용화되어 있다. 이에 본 연구는 경위사의 일정한 직조제어 자동화 시스템이 가능한 컴퓨터 자카드 직기의 캐드(CAD) 직조디자인 방식을 통하여 생체신호 센싱 기능이 향상된 새로운 텍스타일 전극디자인을 연구하고자 하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 기존 생체신호 센싱 전극의 개발 및 연구 동향, 비직물/전극 타입에 대한 단점과 장점에 대한 비교 분석을 이론적으로 살펴보고, 자카드 직조 직물 기반으로 심전도 센싱용 텍스타일 전극을 디자인하여 실험 연구하였다. 자카드 직조 방식의 심전도 센싱용 직물 전극은 전극 인터페이스 디자인 방식, 이중직물형 직조 디자인 방식, 사가공 등의 요인들을 고려하여 개발하였다. 본 연구에서 도출된 최종 자카드 직조 직물 기반의 텍스타일 전극은 스마트 의류에 통합시킨 텍스타일 전극 모듈로서 적용되여 향후 상용화 방안을 모색할 수 있다.

• 감성과학
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• 제21권4호
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• pp.63-76
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• 2018

본 연구의 목적은 스마트 헬스케어를 위해 접촉식 직물전극의 구조가 심장활동 신호 획득에 미치는 영향을 연구하는 것이다. 본 연구에서는 심장활동 신호 측정을 위하여 전극의 크기와 구성방식을 조작한 6종의 접촉식 직물전극을 컴퓨터 자수 방식으로 구현하였고, 이를 가슴밴드에 부착하여 응용형 리드 II(modified Lead II) 방식으로 심장활동 신호를 검출하였다. 건강한 신체의 남성 4명을 대상으로 서서 정지한 자세에서 각 직물전극을 사용하여 심장활동 신호를 검출하였으며, 모든 유형의 전극에 걸쳐 4회씩 반복측정 하였다. 심장활동 신호의 수집을 위해 BIOPAC ECG100 장비를 사용하여 1 kHz로 샘플링하였으며, 검출된 원 신호를 대역통과 필터를 사용하여 필터링하였다. 직물전극의 구조에 따른 심장활동 신호 획득의 성능을 비교하기 위하여 신호의 파형과 크기를 파라미터로 하여 정성적 분석을 실시하였고, 각 전극을 통하여 획득된 심장활동 신호의 SPR(signal power ratio)을 산출함으로써 정량적 분석을 실시하였다. 산출된 SPR 값을 대상으로 하여 비모수 통계분석 방식의 차이검정과 사후검정을 실시함으로써 6개 전극의 구조에 따른 심장활동 신호 획득의 성능 차이를 구체적으로 분석하였다. 연구 결과 접촉식 직물전극의 구조에 따라 심장활동 신호의 품질에는 정성적, 정량적 측면에 걸쳐 모두 주요한 차이가 있는 것이 고찰되었다. 접촉식 직물전극의 구성 측면에 있어서는 입체전극이 평면전극에 비해 더 우수한 품질의 신호가 검출되는 것으로 나타났다. 한편 3가지 전극 크기에 따른 심장활동 신호 획득의 유의한 성능 차이는 발견되지 않았다. 이러한 결과는 심장활동 신호 획득을 위한 접촉식 직물전극 구조의 두 가지 요건 중 구성방식(평면/입체)이 웨어러블 헬스케어를 위한 심장활동 신호 획득의 성능에 주요한 영향을 미치는 것을 시사한다. 본 연구 결과를 기반으로 후속 연구에서는 직물전극이 일체형으로 통합된 의복형 플랫폼을 구현하고 성능 고도화 방안을 연구함으로써, 시공간의 제약 없이 고품질의 심장활동 모니터링이 가능한 스마트 의류 기술을 개발하고자 한다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권11호
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• pp.757-764
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• 2012

본 연구에서는 흑연섬유직물로 이루어진 산화전극의 표면을 하이드로젤 및 하이드로젤과 다중벽탄소나노튜브 복합체를 이용하여 표면을 개질하였다. 개질된 산화전극이 미생물연료전지의 성능향상에 미치는 영향을 회분식 시스템을 이용하여 평가하였으며, 개질하지 않은 흑연섬유직물 및 흑연펠트 산화전극과 비교하였다. 미생물연료전지의 전력밀도는 산화전극 및 환원전극의 성능에 크게 영향을 받았다. 최대전력밀도는 하이드로젤과 다중벽탄소나노튜브 복합체로 흑연섬유직물 표면을 개질한 산화전극을 사용한 경우 $1,162mW/m^2$로서 표면개질을 하지 않은 흑연섬유직물 산환전극을 사용한 미생물연료전지에 비하여 27.7% 향상되었다. 산화전극 표면을 개질에 사용된 하이드로젤과 다중벽탄소나노튜브 복합체는 산화전극 표면의 생물친화도와 전도성을 증가시키고 활성화저항을 크게 감소시킬 수 있는 우수한 표면개질제로 평가되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.273.2-273.2
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• 2016

전기적인 장치를 필요로 하는 분야의 빠른 발전에 따라 그 기본이 되는 에너지 저장소자에 관한 연구가 많은 관심을 불러일으키고 있다. 특히, 다양한 에너지 저장 소자 중 기존의 배터리 보다 높은 에너지 밀도와 빠른 충전/방전 속도, 그리고 상대적으로 긴 수명을 가진 슈퍼커패시터에 관한 연구가 많이 이루어 지고 있다. 나노구조를 가진 슈도용량성 물질을 전극에 합성시키는 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데 수열합성법이나 전기화학적증착 방법 같이 인위적인 바인더를 사용하지 않고 직접 전극 표면에 합성시키는 방법이 있고, copecipitation이나 졸겔 방법으로 나노구조를 합성한 후 인위적인 바인더를 사용하여 전극 표면에 합성 시키는 방법이 있다. 본 연구에서는 짧은 시간에 물질을 합성시킬 수 있고 인위적인 바인더를 사용하지 않아 더욱 뛰어난 전기적인 특성을 보이는 전기화학적증착 방법을 이용하여 spherically shaped CuO를 전도성 직물에 직접 합성시켜 전기적인 특성을 연구하였다. 유연한 전도성 직물에 합성된 spherically shaped CuO 는 뛰어난 전기화학적 가역성, 상대적으로 높은 비정전용량, 그리고 많은 사이클 테스트에서도 높은 안정성을 보였다. 이처럼 손쉬운 방법으로 유연한 전도성 직물에 합성된 metal oxide 나노구조는 슈퍼커패시터 뿐만 아니라 염료감응형 태양전지, 다양한 종류의 센서 등 많은 분야에서 활용될 것으로 기대된다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2007년도 춘계학술대회 및 국제감성 심포지엄
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• pp.39-41
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• 2007

본 연구는 직물 기반 바이오 모니터링 스마트 의류를 개발하기 위해 의복 소재의 신축성에 따른 심전도 신호 검출 성능과 착용 성능을 평가하여 직물 기반 심전도 의복을 위한 최적 범위를 제안하고자 한다. 이를 위해, 서로 다른 신축률의 편물을 얻기 위해 면/폴리에스테르에 스판덱스 함유율을 0%, 5%, 8%로 다르게 하여 제편하였다. 이 세 가지 소재로 심전도 측정을 위해 동일한 사이즈로 의복을 제작한 후, 금속사를 이용한 자수 기법으로 심전도 전극을 설치하였다. 심장 관련 병력이 없고 평균 BMI가 $20{\sim}24$인 정상 체중의 5명을 대상으로 Biopac MP150을 사용하여 심전도 신호를 검출한 후, 설문지를 사용하여 소재의 신축성에 따른 착용성 평가를 시행하여 신축성에 대한 만족감, 동작용이성, 전반적 쾌적함 등을 Likert 7점 척도로 평가하도록 하였다. 실험 결과, 심전도 신호 검출 성능 측면에서는 8% 라이크라 함유 소재가 가장 우수하였으나, 착용성 측면에서는 5% 소재가 가장 우수한 것으로 파악되었다. 향후 그 수요가 높아질 것으로 예상되는 바이오 모니터링 의복 소재 개발을 위해 기능성과 착용성을 모두 고려한 본 연구 결과가 유용하게 활용될 것이다.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2007년도 춘계학술대회 및 국제감성 심포지엄
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• pp.42-44
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• 2007

본 연구에서는 체성분 측정용 스마트 의류의 프로토타입을 개발하고 평가함으로써 헬스케어 의류로써의 개발 가능성을 탐색하고자 하였다. 직물 전극을 사용하여 두 가지 타입으로 개발된 실험의복을 피험자에게 착용하도록 한 후 자세의 변화 및 1차 착용, 탈의 후 2차 착용에 따른 체성분을 측정한 결과, 동일 자세 내에서는 의복 타입 및 1, 2차 반복 착용에 관계없이 비교적 일관성 있는 임피던스 측정치를 얻을 수 있었으며, 착용자의 신체 부위별 측정도 가능한 것으로 분석되었다.

• 감성과학
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• 제24권2호
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• pp.49-56
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• 2021

본 연구의 목적은 생체 신호 측정 압력 및 인장 직물 센서의 전극을 자수 공정을 이용하여 제작할 때 전도사의 필요 물성을 파악하는 것이다. 스마트 웨어러블 제품의 전극을 전도사를 이용한 자수 공정을 통해 전극 및 회로 등을 제작하면 불필요한 재료 손실이 없고 복잡한 전극 모양이나 회로 디자인을 컴퓨터 자수기를 이용하여 추가 공정 없이 제작할 수 있다. 하지만 보통의 전도사는 자수 공정 내의 부하를 못 이기고 사절 현상이 발생하기에 본 연구에서는 silver coated multifilament yarn 3종류의 기계적 물성인 S-S curve, 두께, 꼬임 구조 등을 분석하고 동시에 자수기의 실의 부하를 측정하여 자수 공정 내 전도사의 필요 물성을 분석하였다. 실제 샘플 제작에서 S-S curve의 측정 결과가 가장 낮은 silver coated polyamide/polyester가 아닌 silver coated multifilament의 사절이 발생하였으며 그 차이는 실의 꼬임 구조와 사절이 일어난 부분을 관찰한 결과 수직으로 반복적인 부하가 일어나는 자수 공정에서 꼬임이 풀리면서 사절이 일어나는 것을 알 수 있었다. 추가적으로 압저항 압력/인장 센서를 제작하여 생체 신호 측정용 지표인 gauge factor를 측정하였으며 스마트 웨어러블 제품의 대량 생산화에 중요한 부분인 자수 전극 제작으로의 적용 가능성을 확인하였다.

• 감성과학
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• 제1권1호
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• pp.153-160
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• 1998

본 연구는 피부에 가해지는 직물촉각 자극에 따라 나타나는 정서와 관련된 뇌파특징을 알아보려는 기초연구이다. 실험l에서는 촉각에 의한 정서가 생리적인 측정치를 통해 구분될 수 있는지를 알아보고자, 피험자에게 물리적 특성이 극단적으로 다른 자극을 선택하여 실험을 실시하였다. 20명의 대학생 치험자 (20-25세)에게 자극이 무선적으로 제시되었고, 각 자극제시후 피험자는 제시자극에 대한 느낌을 주관적 정서척도로 평정하였다. 뇌파는 양쪽 귓볼(A1, A2)을 기준전극으로 하여 F3, F4, C3, C4, T4, P3, P4, O1, O2에서 측정되었고, 측정된 뇌파는 FFT방법으로 분석되었다. 각 피험자의 주관적 평가 결과에 따라 가장 쾌한 자극과 가장 불쾌한 자극이 제시되었을 때 측정한 뇌파의 분석결과를 비교하였다. 전두엽, 두정엽, 후두엽 영역에서 쾌자극 제시시에 alpha파가 유의미하게 높은 값을 나타내었고, 후두엽 영역에서 불쾌자극 제시시 beta가가 유의미하게 높게 나타났다. 물리적 특성이 유사한 다섯 가지 직물자극을 가진 실험 ll에서와 유사한 절차에 다섯 가지 직물자극을 가진 실험 1에서와 유사한 절차에 의해 실험ll가 실시되었다. 실험l의 결과에 근거하여 측정 부위를 F3, F4, P3, P4, O1, O2로 축소되었다. 쾌자극 제시시의 뇌파는 불쾌자극 제시시보다 slow alpha(8-10Hz)파의 출현량이 많은 반면, slow beta(13-20Hz)파의 출현량은 적었다. 결론적으로 직물촉각자극에 의해 유발되는 심리적 반응에 특정적인 뇌파반응이 존재하며, 이는 촉각에 의해 유발되는 주관적인 쾌.불쾌정서를 객관적으로 측정하기 위한 지표로서 뇌파특징을 사용할 수 있음을 의미한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권3호
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• pp.466-473
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• 2020

직물집전체는 에너지 효율이 높은 담수화 방식인 축전식탈염(Capacitive deionization: CDI)시스템에서 유망한 전극 재료가 될 수 있다. 직물집전체의 매력적인 특징 중 하나는 인장강도가 강하다는 것인데, 기계적 강도가 약한 그라파이트 호일 전극의 대안이 될 수 있다. 또한 섬유적 특성으로 인하여 쉽게 형상을 만들 수 있고, 다공성 물질이라는 점과 섬유 간 공간은 수용성 매질의 흐름을 원활하게 해 준다. 본 연구에 사용된 섬유는 도전성 LM fiber와 carbon fiber를 사용한 방적사를 이용하여 직조 구조로 만들어졌으며, 인장강도는 319 MPa로 그라파이트 호일에 비해서 약 60 배 정도 더 강하다. 전극슬러리의 점도, 흡착전압, 공급액의 유량, 공급액의 농도를 변화시켜 가면서 염 제거효율을 측정하여 결과를 분석하였다. NaCl 200 mg/L, 20 ml/min, 흡착전압 1.5 V 조건에서, 단위 셀에서 43.9%, 100개의 셀을 적층한 모듈에서는 59.8%의 염 제거 효율을 각각 보였다. 단위 셀에서는 흡착전압이 1.3, 1.4, 1.5 V로 증가함에 따라 염 제거효율이 증가하다가 1.6과 1.7 V로 증가하면서 염 제거 효율은 감소하였다. 그러나 100 셀 적층 모듈에서는 1.5 V 이상의 전압에서도 염 제거효율이 완만한 증가세를 나타내었다. 공급액의 유량을 증가시켰을 때 염 제거율은 감소하였고, 또한 공급액의 농도를 증가시켰을 때에도 염 제거율은 감소하였다.